r射线暴的时变分析

r射线暴是天空中突然的硬x射线r射线爆发现象，有着非常复杂的光变曲线。由于光变现象和辐射过程直接相关，因此，研究r射线暴的时变规律是非常重要的。对7射线暴的一些时变现象以及通过时变研究得出的分类、脉冲形状、功率谱、时间演化、光度等性质进行了总结，并对一些结果进行了讨论。     

γ射线暴研究概况

γ射线暴(简称γ暴)的研究自1997年以来由于余辉的发现而有了很大的突破。在此，对γ暴的观测作了简要的概述，而对γ暴的理论进展和存在问题进行了较为全面的评述，内容包括γ暴本身、余辉、能源机制、寄主星系、暴周环境、高能粒子和引力波辐射、宇宙学意义等。     

γ射线暴谱硬度比的时间演化特征

采用小波分析方法对康普顿γ射线天文台(CGRO)上的BATSE仪器观测到的γ暴光变曲线数据进行去噪处理，并提出时间分辨的谱硬度比定义，用包含有599个暴的样本研究谱硬度比随时间的演化规律，结果表明：(1)样本中77％暴的谱硬度比随时间按“硬到软”规律演化，而23％暴谱硬度比随时间按“软到硬”规律演化，尤其是3％暴在整个暴中呈现单调的“软到硬”趋势。(2)平均谱硬度比随时间单调地以“硬到软”规律演化。(3)持续时间不同的暴，其谱硬度比演化曲线有较大的差异，其中“硬到软”演化趋势最显著的是持续时间在23-35s之间的那些暴；持续时间在l-10s的暴的演化特征跟其它组差异最显著，呈现比较明显的“软到硬”演化规律；持续时间在35—53s之间的暴平均谱硬度比几乎没有随时间演化。(4)不同辐射强度的暴平均谱硬度比的演化特征不同，随着峰值流量的增大，谱硬度比演化由“硬-软-硬”逐渐转变为“软-硬-软”：峰值流量越大，“软-硬-软”的趋势越显著，而峰值流量越小，其峰值流量“硬-软-硬”的趋势越显著。我们对这些结果进行了简单的讨论。     

γ射线暴的研究进展（Ⅳ：特强γ射线暴和软γ重复暴

最近CGRO上的仪器观测到了两个迄今为止发现的最强的λ暴GB930131和GB940217,其光子最高能量均达GeV量级;GB930131的峰值计数率达2×10~6个光子s~(-1);而GB940217的持续时间竟长达90min。另外沉寂了多年的软重复暴源SGR1900 14和SGR1806-20的再次爆发也由BATSE发现。一系列的观测还发现这些软重复暴均与X射线源对应且与超新星遗迹成协。文中对特强暴和软重暴(SGR)的性质及研究进展作了较为详细的评述。     

BATSEγ射线暴和太阳硬X射线暴的强度和时间特征

本文研究了CGRO卫星上BATSE探测器对硬X天空监测过程中触发和记录到的1 0 0 0多个γ暴和 40 0 0多个太阳硬X射线暴的强度和时间性质 ,发现它们的强度分布相似 ,这也许意味着硬X射线天空中两种主要的爆发现象机制相似 ,同时对将γ暴的强度分布作为其宇宙学起源的证据提出了疑问 .对太阳暴的持续时间分析表明 ,其强度和持续时间呈正相关 ,而γ暴是弱负相关 .太阳暴的强度和持续时间在BATSE运行过程中有长时标变化 ,最近对γ暴的研究也发现了这种现象     

BATSEγ射线暴和太阳硬X射线暴的强度和时间特征

本研究了ＣＧＲＯ卫星上ＢＡＴＳＥ探测器对硬Ｘ天空监测过程中触发和记录到的１０００多个γ暴和４０００多个太阳硬Ｘ射线暴的强度和时间性质，发现它们的强度分布相似，这也许意味着硬Ｘ射线天空中两种主要的爆发现象机制相似，同时对将γ暴的强度分布作为其宇宙学起源的证据提出了疑问。     

γ射线暴的研究进展（Ⅰ）：γ暴的观测特征及能源机制

文中评述了过去２０年中对γ暴的观测结果，包括它的时间特性，能谱特征和空间分布。γ暴的时间结构非常复杂，持续时间相关很大，从小于１ｓ到１０００ｓ，平均大约为１５ｓ。     

γ射线暴的研究进展（Ⅱ）：γ暴的辐射机制及能谱形成

在中子星作为γ暴源的基础上讨论了各种辐射机制及能谱形成。由于中子星表面磁场很强，我们首先讨论了强磁场中的辐射过程，包括同步辐射和吸收，单光子和双光子的产生和湮灭，康普顿散射，轫致辐射等。     

γ射线暴相关性质的长期变化

分析第三个ＢＡＴＳＥγ射线暴表所列γ暴数据，发现γ射线暴参量间的相关性质随时间存在系统的变化．从１９９１年４月至１９９４年９月，γ射线暴能流与暴宽间的相关系数随时间上升．短暴的能谱硬度与暴宽间的相关系数随时间显著上升，而对于长暴未发现类似的变化．     

再探伽玛射线暴中能量与脉冲宽度的依赖关系

探索来源于BATSE(http://cossc:gsfc:nasa:gov/batse)的GRB(Gamma-Ray Burst,伽玛射线暴)观测数据的半峰宽度(FWHM)与能量之间的关系,基于64个用KRL函数模型(即,文[1]中的(22)式)能很好地拟合的FRDE(Fast Rise and Exponential Decay,快速上升指数下降)型脉冲样本。发现64个样本中有63个的半峰宽度(FWHM)与能量之间的关系属于平台—幂率—平台型结构或峰型结构。64个样本的半峰宽度(FWHM)与能量之间的关系在观测中可详细分为5种类型:a)有34个样本为幂率形式关系;b)18个样本为低能段平台关系;c)有7个样本为高能段平台关系;d)4个样本为峰型结构关系;e)另外有1个样本为其他结构。结果表明:GRB观测数据的半峰宽度(FWHM)与能量之间的确存在有幂率的关系。此结果进一步确认了文[2](Qin etal 2005)的观点,即半峰宽度(FWHM)与能量之间的关系是由于火球模型的多普勒效应(Doppler effect)导致的。     

Search For Correlations Between Batse Gamma-Ray Bursts and Supernovae

We report on our statistical research of space–time correlated supernovae and CGRO-BATSE gamma-ray bursts (GRBs). There exists a significantly higher abundance of core-collapse supernovae among the correlated supernovae, but the subset of all correlated objects does not seem to be physically different from the whole set.     

The Master Mobile Astronomical System. Optical Observations of Gamma-Ray Bursts

The operating principles of the telescope-robot system MASTER (Mobile Astronomical System of Telescopes-Robots, http://observ.pereplet.ru), designed to search for fast transient phenomena in the optical range, are described. The robot-telescope includes the following: a Richter-Slefogt telescope with D=355 mm, F/D=2.4, a Richter-Slefogt telescope with D=200 mm, F/D=2.4, a Flugge telescope with D=280 mm, F/D=2.5, a TV camera with a field of 20x40 degrees, and three CCD cameras. A German mount with a slew rate of 8 deg/s is used. MASTER obtains images down to 19^m in a field of 6 square degrees in a 1.5 minute exposure. We present some observations of the optical afterglow of cosmic gamma-ray bursts. MASTER was the first system in Europe to record optical emission from GRB030329.__________Translated from Astrofizika, Vol. 48, No. 3, pp. 463–475 (August 2005).     

Swift时代伽马暴的观测及研究进展

Swift卫星从2004年11月20日升空开始运转到现在已有2年多时间.到目前为止,它-共观测到了200多个伽马暴及其余辉现象.由于Swift观测到了早期X射线余辉、短暴余辉和高红移伽马暴等新的重要现象,伽马暴研究进入了新的时代.该文首先对伽马暴的研究历史做简短回顾,然后简要介绍伽马暴的物理图像和Swift卫星的构成及特点,最后全面评述Swift的观测成就及由此引起的理论挑战.     

伽玛射线暴及其余辉研究进展

伽玛射线暴是一种来自宇宙空间随机方向的短时间内伽玛射线突然增亮的现象。伽玛射线暴虽然早在1967年就由Vela卫星观测到,但直到1997年人们才通过余辉观测确定其寄主星系,并通过寄主星系的红移最终确定了伽玛射线暴的宇宙学起源。对伽玛射线暴研究概况进行了评述:详细介绍了伽玛射线暴及其余辉的观测进展,特别是近期Swift卫星和Fermi卫星带来的新发现;系统描述了伽玛射线暴标准火球模型、伽玛射线暴余辉物理(相对论性外流与暴周环境介质的相互作用过程、辐射产生机制等)及伽玛射线暴的前身星等。也对伽玛射线暴的未来研究进行了展望。     

Statistical Properties of the Highest Pulses in Gamma-Ray Bursts

We study the statistical properties of the highest pulses within individual gamma-ray bursts (GRBs). A wavelet package analysis technique and a developed pulse-finding algorithm have been applied to identify the highest pulses from burst profiles observed by BATSE on board CGRO from 1991 April 21 to 1999 January 26. The statistical light curves of the highest pulses in four energy channels have been derived by an aligning method, which illustrate the temporal evolution of the pulse emission. Our result that narrower pulses go with higher energies is consistent with previous findings. By normalizing both the pulse durations and counts to unity, “characteristic” profiles of the highest pulses in the four channels are also derived. The four characteristic profiles are turned out to be almost the same, thus strongly support the previous conclusion that the temporal profiles in different energy channels are self-similar and the previous conjecture on GRB pulses, implying that the emission process is similar at different energies. The cosmological time dilation effect is examined by investigating the relationship between the pulse flux and pulse duration. An anti-correlation between the two was found, which agrees with the expectation of the cosmological time dilation effect. Also, the evolution of the pulse duration with the observational epoch is studied. The result shows that the pulse duration tends to be shorter in later epochs. This trend cannot be explained by the present theoretical models, and may represent a great challenge to current theories.     

γ射线暴谱硬度比的时间演化特征

采用小波分析方法对康普顿γ射线天文台(CGRO)上的BATSE仪器观测到的γ暴光变曲线数据进行去噪处理,并提出时间分辨的谱硬度比定义,用包含有599个暴的样本研究谱硬度比随时间的演化规律,结果表明:(1)样本中77%暴的谱硬度比随时间按"硬到软"规律演化,而23%暴谱硬度比随时间按"软到硬"规律演化,尤其是3%暴在整个暴中呈现单调的"软到硬"趋势。(2)平均谱硬度比随时间单调地以"硬到软"规律演化。(3)持续时间不同的暴,其谱硬度比演化曲线有较大的差异,其中"硬到软"演化趋势最显著的是持续时间在23～35s之间的那些暴;持续时间在1～10s的暴的演化特征跟其它组差异最显著,呈现比较明显的"软到硬"演化规律;持续时间在35～53s之间的暴平均谱硬度比几乎没有随时间演化。(4)不同辐射强度的暴平均谱硬度比的演化特征不同,随着峰值流量的增大,谱硬度比演化由"硬-软-硬"逐渐转变为"软-硬-软":峰值流量越大,"软-硬-软"的趋势越显著,而峰值流量越小,其峰值流量"硬-软-硬"的趋势越显著。我们对这些结果进行了简单的讨论。     

Coherent Synchrotron Radiation of Gamma-Ray Bursts

By now there is no doubt that the gamma-ray bursts (GRB) have a cosmological origin. This allows to regard GRB as the most powerful known energy sources, ε∼ 10⁵⁴ erg (with a total number of gamma quanta N_γ∼ 10⁶⁰). A plausible mechanism of coherent synchrotron radiation (CSR) of relativistic electrons driven by a local magnetic field is studied in this paper. We consider relativistic electrons arising in the Compton scattering of a GRB in directions close to that of the ray from the source to a ground-based observer. The synchrotron pulses from Compton electrons located at different points on the line between the GRB source and the observer arrive at the observation point simultaneously. This simultaneity ensures the coherence of the detected radiation. Both molecular clouds in the host galaxy of the GRB and our own Galaxy, as well as the Earth atmosphere are assumed to be scatterers of the GRB radiation. Signals of each scatterer reach the Earth surface, and can be detected at radio wavelengths. We estimate the characteristics of this radiation. The comparison of GRB data with the corresponding information on CSR pulses offers a way to determine some global characteristics of the medium between the Earth and the GRB source.     

A Restriction on the Duration and Peak Energy of Gamma-Ray Bursts

Two dimensional distributions of T90 versus Epeak(or Ebreak)for three bright GRB samples have been investigated.The result shows that although both T90 and Epeak(or Ebreak) each span over a wide range,they are restricted to the region log(T90)≤－log(Epeak) 5.24.This cannot be explained by the current fireball model.It may represent a constraint on the fireball model.     

伽马射线暴的光度-光变复杂度关系

伽马射线暴的光变复杂度是描述其光变曲线复杂程度的物理量.由已知红移的伽马射线暴,Reichart等人发现其光变复杂度与各向同性光度之间有正相关性(LαVα,α在1.77～3.5之间),即光变越复杂,光度越高.此相关性类似于造父变星的周光关系,可用来估计伽马暴的距离和红移.调研、分析了各种光变复杂度的定义、算法和光变复杂度-各向同性光度关系的拟合结果,最后对光变复杂度和光度之间的关系做了总结和展望.