基于GRB 051117A的能谱延迟及耀发特性的研究

研究表明,耀发的能谱延迟与耀发特性参数(峰值时间、宽度、上升时间和衰减时间)有较强的相关性,随着时间的推移,耀发变宽,能谱延迟变大。使用离散相关函数(Discrete Correlation Function, DCF)对一个具有10个耀发的多耀发伽马暴(GRB 051117A)进行能谱延迟研究发现,在GRB 051117A内,能谱延迟与耀发的峰值时间、宽度、上升时间、衰减时间存在较强的相关性,即lag∝t_(peak),w,t_(rise),t_(decay)。在伽马暴内部耀发也随时间演化,即随着时间的推移,耀发的宽度越宽,能谱延迟越大。将伽马暴之间存在的能谱延迟与耀发特性参数的关系拓展到伽马暴内部,可以帮助我们对多耀发伽马暴有更深的理解。GRB 051117A内部的耀发特性参数之间存在的相关关系与多个伽马暴之间甚至是瞬时辐射脉冲高度相似,这也为X射线耀发与瞬时辐射脉冲可能是同一物理起源提供支持。     

BL Lac天体GeV-TeV能谱分析

收集了126个BL Lac天体在高能段和甚高能段的观测谱指数,利用数学模型ΔΓ_(obs)=αz+β分析其能谱拐折(甚高能与高能观测谱指数之差),目的是确定河外星系背景光(EBL)吸收是否是导致大红移BL Lac天体能谱拐折的主要原因。统计分析结果为α≠0,β≠0。结果表明,BL Lac天体能谱拐折不仅起源于河外星系背景光吸收,还与其它物理过程有关。     

DAMPE的氦核能谱以及高能天体物理研究

<正>宇宙线的研究自19世纪末开始,人们对其已进行了深入广泛的百年探索.近些年人们发现宇宙线在几千亿电子伏特(几百GeV)处存在明显的能谱变硬特征,这一发现跟此前预测的单幂律能谱存在明显的冲突,可能对理解宇宙线加速、传播等物理过程有重要意义.近些年空间宇宙线直接探测实验也触及TeV能段,     

BL Lac天体喷流物理参数的限定

同步+同步自康普顿(Synchrotron+Synchrotron Self Compton (SSC))模型用于拟合蝎虎天体(BL Lac object, BL Lac)准同时性多波段观测数据,可以获得相关的喷流物理参数,从而能对BL Lac天体喷流的物理性质进行解释.在同步自康普顿模型中,较多的自由参数给计算结果带来很大的不确定性,同时,由于这些模型参数范围太大降低了能谱拟合效率.利用多波段观测数据获得的物理量值,对双幂律电子分布情况下的单区、均匀SSC模型中涉及到的8个模型参数进行限定.另外,还利用模型计算两个典型的BL Lac天体多波段能谱对参数限定的结果进行检验.结果表明:在8个模型参数限定的范围内,选取的模型参数值计算出的理论光子谱与两个BL Lac天体的多波段准同时性观测数据符合较好.     

Fermi耀变体能谱分布曲率特性研究

收集了172个Fermi耀变体多波段准同时性观测数据,同步辐射成分和逆康普顿(IC)散射成分的多波段能谱通过对数抛物线拟合.研究了Fermi耀变体能谱分布的曲率特性,主要结果如下:平谱射电类星体(FSRQ)和蝎虎座BL型天体(BL Lac)的同步峰值频率和曲率有显著的负相关,但它们的相关关系是不同的.比较观测结果和不同理论模型预测,FSRQ加速机制与分数变换加速增益模型(The model of fluctuation of fractional acceleration gain)一致,而BL Lac则与能量依赖加速概率模型(The model of energydependent acceleration probability)一致;FSRQ同步曲率的平均值大于BL Lac的平均值,暗示了BL Lac的粒子加速效率高于FSRQ的粒子加速效率.这归因于FSRQ在宽线区(BLR)的喷流较强.此外FSRQ和低能峰蝎虎座BL型天体(LBL)具有相似的能谱分布特性.这与先前的研究结果一致;对于FSRQ和BL Lac,没有发现IC峰值频率与其曲率之间存在相关性.     

γ射线脉冲星的代参数和能谱分析

为了对脉冲星的高能辐射进行研究,根据脉冲星观测的实际情况,重新推导了脉冲星代参数的计算公式.发现脉冲星的代参数与其γ射线能谱有很好的线性相关性,并拟合了代参数和能谱之间的线性关系.     

耀变体光学波段的微光变及能谱变化

耀变体在多个波段的微光变和能谱变化多年来是中外天文观测研究的热点课题.耀变体的微光变于20世纪60年代被发现,20世纪80年代以来发现很多源的微光变具有不同的特性,目前对其物理机制的认识和理论、模型的研究还处于发展阶段.该文总结了7个目前观测最多的耀变体(3C 66A,3C 279,3C 454.3,AO 0235+164,BL Lac,OJ 287,S5 0716+714)在光学波段的微光变和能谱变化的观测历史和最新进展,并对其理论模型作了简单介绍.     

耀斑大尺度电流片的湍流耗散和能谱分析

磁重联在宇宙的许多动力学现象中都是非常核心的过程.磁流体动力学(MHD)数值模拟是研究磁重联过程以及相应物理图像的一种很有效的手段.通过不同的参数组合,来研究MHD数值模拟中磁雷诺数和空间分辨率对磁重联率、数值耗散和能谱分布的影响.对得到的数据进行分析后,发现磁雷诺数对磁重联率和能谱分布有一定的影响.磁雷诺数越大,磁重联过程进入非线性阶段所需的特征时间越短,磁重联率就越早发生跃升.磁雷诺数R_m对耗散开始发挥作用的Kolmogorov微观尺度l_ko有明显影响:R_m越大,l_ko就越小.研究了磁重联过程中包括数值耗散在内的额外耗散对重联过程的影响.结果表明,撕裂模不稳定性开始之前的额外耗散以纯数值耗散为主,撕裂模不稳定性出现之后,额外耗散出现同步跃升,说明不稳定性导致的湍流明显增强了耗散的效果,相当于在局部湍流区引入了超电阻.能谱分析进一步表明,大尺度电流片的l_ko完全可能出现在宏观的MHD尺度上.     

Circinus X-1 在转换期的能谱和功率谱

Circinus X-1是小质量X射线双星(LMXB),它的能谱和时变十分复杂而独特。在不同的观测时期,它的硬度强度图(HID)和双色图(CCD)显示了不同的形状。本文选择了Circinus X-1正处于X射线流量从高向低转换期间的观测数据,通过对这一时期HID和相应能谱和时变性质的讨论,并将所得结果与1997年观测到的高亮度期间的能谱和时变性质(Shirey 1999)进行对比研究,进一步找到源的强度变化对其X射线辐射性质的影响。     

BLazar天体的光变及多波段能谱特性

本文综述了活动星系核 ,特别是blazar天体的研究现状 ,对blazar天体的多波段与多波段能谱特性研究进行了较为详细的评述。主要的研究工作包括以下内容 :(一 )γ噪blazar天体的短时标光变研究 ,通过对 1 6个γ噪blazar天体 (其中包括全部已证认和观测到VHEγ射线爆发的可能甚高能γ射线源 )自 1 998年的光学观测及光变分析研究表明 ,短时标光变 (小时量级 )是GeVγ噪blazar天体的普遍特性 ,光变幅度通常可达 0 .6mag/h ,对PKS 1 51 0 -0 89类星体的观测发现在一个小时内对象变暗 2个星等 ,对如此激烈的光变变暗目前的理论还不能很好的解释 ,但它同样反映了辐射区域的内部结构 ;而对TBLs的监测表明 ,其光学波段的短时标光变没有其他对象激烈 ,出现的频度和振幅变化都较小 ;(二 )在研究γ噪blazar天体光变时 ,研究了寄主星系对光变的影响 ,得到了 1ES 2 3 44 + 51 4的光变与PSF的FWHM的关联 ,表明随着大气视宁度的下降 (即FWHM变大 ) ,对象变暗 ,即由于寄主星系的影响从而导致假光变的产生 ;(三 )引进两个多波段复合谱指数 ,αxox=αox-αx 及αoro=αor-αo。对样本的统计研究表明 ,RBLs是能谱特性界于XBLs和OVVs之间的一类中间态 ,所得结果支持了Sambrunaetal.( 1 996)大样本多波段能谱分布特性的统计研     

平谱射电类星体3C 279的宽带能谱光变特性分析

搜集了3C 279的29个态的光谱能量分布(Spectral Energy Distributions, SEDs)作为样本,使用稳态拐折幂律电子能谱分布(Electron Energy Distribution, EED)情况下的单区均匀轻子模型进行拟合,进而研究该源光变时外在观测与内在物理特性及它们之间的关系。主要结果如下:(1)我们的结果支持光变的激波解释(但需要斜激波)或磁重联解释。(2)外康普顿(External Compton, EC)峰的峰值光度logν■L■和磁场logB之间存在一个显著的反相关关系。多普勒因子logδ和外康普顿峰的峰值光度logν■L■之间存在正相关关系,意味着多普勒因子的增加是外康普顿峰的峰值光度升高的原因之一。(3)同步峰的峰值频率logν■和峰值光度logν■L■之间不存在显著的正相关关系,意味着反耀变体序列不一定对所有耀变体成立。(4)参数U_e/U_B(相对论电子能量密度与磁场能量密度的比值)远离1,说明相对论电子与磁场之间均分趋势不明显,并且参数U_e/U_B中比值大于1的占86%,意味着3C 279中的喷流大多数以粒子为主导;从P_B(磁场功率)P_r(辐射功率)P_e(相对论电子功率)P_p(冷质子功率)的关系中,P_p/P_(jet)(冷质子功率与喷流功率的比值) 0.5表明3C 279喷流中的能量大概率也是由冷质子携带的。同时,我们发现3C 279中γ射线耗散区位于距离黑洞中心0.1～1.8 pc处,暗示着它们位于宽线区(Broad-Line Region, BLR)之外,尘埃环(Dusty Torus, DT)之内。     

太阳耀斑粒子事件能谱的日面经度的统计特征

本文对1967.5-1979.8发生的能量E为20-80MeV的140个质子事件和E>450MeV的39个GLE(Ground Level Effect or Ground Level Event地面观测到的效应或事件)(1942-1986)事件以及87个(1980.3-1986.2)γ射线和22个(1980.3-1981.12)X射线事件的能谱指数随日面经度(中经距)的变化进行了统计,发现质子事件和GLE事件存在西经20°-90°W之间为容易发生的“偏爱区域”,而γ射线和X射线推得的电子事件,似乎不存着这样的区域。     

大气外太阳辐射近红外区能谱分布的测定

本文叙述1968年春季在珠穆朗玛峰地区5000米测点用单色仪进行长达一个多月的太阳辐射分光测量概况,对其中4天最佳观测条件下取得的28组相应于不同大气质量的大气内太阳分光辐照(0.6—2.5μ)资料进行了处理,用外推法求得了珠峰地区上空的平均大气透明度(表3)及大气外太阳辐射近红外区能谱分布数据(表5),并对这些结果作了简要讨论。     

GRS 1915+105的X射线能谱分析及黑洞自旋测量

GRS 1915+105是银河系内的低质量黑洞X射线双星,其能谱和黑洞自旋已经得到了广泛的研究.自2018年6月开始,其X射线流量下降到了低流量水平,其间偶尔会产生多波段的耀发.利用Insight-HXMT(Insight-Hard X-ray Modulation Telescope,简称为慧眼)卫星在2020年8月30日到2020年10月13日之间对GRS1915+105的观测数据,研究了其能谱特性,发现在此次爆发过程中, X射线能谱可以用一个康普顿化的多温黑体谱很好地拟合.整个爆发的硬度强度图(Hardness-Intensity Diagram, HID)一直处于软态.采用GRS1915+105的最新动力学参数M=12.4_-1.8^+2.0M⊙, i=60°±5°, D=8.6_-1.6^+2.0kpc (M、M⊙、i和D分别表示黑洞质量、太阳质量、盘倾角和距离),得到其无量纲黑洞自旋a*的一个下限a*> 0.9990,确认了GRS 1915+105是一个具有极端自旋的黑洞.考虑本地吸收体的...     

蝎虎类星体Mrk 421的宽带能谱光变特性分析

搜集了Mrk 421的光变宽带光谱能量分布(Spectral Energy Distributions, SEDs)数据,共有73个态作为研究样本,使用电子能谱为稳态拐折幂律谱的单区轻子模型进行拟合,进而研究Mrk 421在光变时喷流的物理性质。主要结果如下：(1)样本中磁场B和多普勒因子δ之间显著反相关,说明B和δ在汤姆逊(Thomson)区相互依赖。(2)电子谱指数p₁支持Mrk 421光变时的激波解释或磁重联等解释。(3)同步峰值频率logν_syn^pk和峰值光度logν_syn^pkL_syn^pk之间存在正相关关系,意味着Mrk 421在光变时存在反耀变体序列。(4)根据均分参数ε=U_e/U_B(相对论电子能量密度与磁场能量密度的比值),有26%的态电子能量和磁场能量接近均分,63%的态电子能量比磁场能量大一个数量级,11%的态电子能量远大于磁场能量,这说明Mrk 421在光变过程中更可能出现...     

具平缓电子能谱的伽玛射线暴的解析光变曲线

在标准的伽玛暴余辉模型中,电子通过费米一级加速后形成单幂律能谱分布dn/dγe∝γe-p(p≈2.3),但在某些伽玛暴事件中观测到了平缓的电子能谱分布(即p＜2).在单幂律谱和分段幂律谱两种情况下,分别给出了具有平缓电子能谱的伽玛暴余辉的解析光变曲线,并以GRB 060908为例进行了讨论.同时提出了伽玛暴低能谱危机的...     

XTE J1550-564 2001年“迷你爆发”的X射线能谱研究

黑洞X射线暂现源的迷你爆发是一类峰值光度较低、持续时间较短的爆发.由于观测数据较少,其物理机制仍不清楚.利用RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer)卫星从2001年1月28日到3月14日的数据,研究了黑洞X射线暂现源XTE J1550–564 2001年迷你爆发的X射线能谱特性.发现在本次迷你爆发中, XTE J1550–564的X射线能谱可以用幂律谱很好地拟合.整个爆发的硬度强度图不是标准的q型,而是一直保持在最右侧.此外,还分析了此次爆发谱指数Γ与未吸收的2–10 keV能段的X射线流量F_(2–10 keV)的相关性,发现Γ-F_(2–10 keV)呈反相关关系,且谱指数Γ∈[1.35, 1.72].上述结果表明2001年这次爆发一直处于低/硬态,它的X射线辐射主要来自于辐射低效的吸积模式,如ADAF(Advection-Dominated Accretion Flow).     

暗物质粒子探测卫星的能量重建和宇宙线质子能谱的分析

宇宙线的观测研究和暗物质粒子的间接探测是高能天体物理领域两个重大研究课题. 自1912年V. Hess发现宇宙线开始, 人类对宇宙线的观测历史已经超过了一个世纪, 传统理论模型预言``膝''区以下能段的宇宙线能谱应服从单一幂率分布, 而近些年的空间和高空气球实验表明10 GeV--100 TeV的宇宙线质子能谱可能存在偏离单一幂律谱分布的重要结构, 这对研究银河系内宇宙线的起源、传播和加速机制具有重要意义. 另一方面, 得益于宇宙线和伽马射线观测精度的提高和观测能段的拓宽, 暗物质粒子的间接探测在国际上受到越来越多的关注, 暗物质粒子可能会发生湮灭或衰变产生稳定的普通高能粒子, 包括正负电子对、正反质子对、伽马射线和中微子等, 进而在宇宙线或伽马射线留下可探测的信号.     

蝎虎天体能谱曲率与其伽马射线辐射亮度的关系（英文）

银河系外的伽马射线辐射源主要是耀变体,对其研究有助于揭示活动星系核喷流物理、高能宇宙线起源甚至宇宙演化等。研究了为什么有些蝎虎天体有强的伽马射线辐射,而有些却没有。选了170个有多普勒因子和能谱曲率测量的蝎虎天体,并把它们分成被费米LAT探测到的和未被费米LAT探测到的两类。研究发现这两类源的多波段能谱曲率有显著区别,即费米LAT探测到的源的曲率明显小于未被费米LAT探测到的源;即使扣除了多普勒因子的影响,结果也相近。蝎虎天体PKS 0048-09和S5 0716+714有着相似的同步辐射光度但却不同的伽马射线光度。基于同步自康普顿模型,再结合二次曲线电子谱可以很好地拟合它们的多波段能谱,并发现拟合的曲率和辐射区尺度不同但却成正比。PKS 0048-09可能有一个更致密的喷流,从而产生了更大康普顿因子。结果表明,给定同步辐射光度,能谱曲率和康普顿因子对于能否被Fermi伽马射线卫星探测到非常重要;讨论了这一结果对粒子统计加速和辐射机制的限制。     

强磁场中的逆Compton散射与γ射线爆能谱

本文认为强磁场中的逆Compton散射可能是γ射线爆的主要辐射机制.其能谱是由源区质子产生的低频光子经强磁场中非热电子的Compton散射形成的.我们利用非相对论情形(B/B_(cr)≤1,hv_i/m_ec~2≤1)下强磁场中的Compton散射微分截面,导出了上述Compton散射的辐射谱公式,由此很好地拟合了典型γ射线爆GB811016的观测能谱.