活动星系核中相对论电子束的物理效应

本文研究了Ｂｌａｚａｒ天体的辐射性质，提出一种新的喷流模型，即具有幂律分布的极端相对论电子团从中心核注入喷流等离子体中，它在一定的注入速度下，不仅能在喷流等离子体中激发等离子体湍动，产生电磁波的相干辐射，而且能产生强的同步辐射。利用等离子体的弱湍理论，我们研究了极端相对论电子团在喷流等离子体中的辐射过程，并详细研究了它在解释Ｂｌａｚａｒ天体辐射特性中的应用，本文认为，Ｂｌａｚａｒ天体的不稳定辐射与极端相对论电子团的无规注入、喷流等离子体的物理环境瞬息变化有关。Ｂｌａｚａｒ中快速变化的辐射偏振角摆动。产生于相对论电子团在湍动等离子体中的同步辐射过程。另外，Ｘ选和射电选的ＢＬＬａｃ天体之间的区别取决于喷流等离子体的运动状态和物理环境。     

1979年3月5日宇宙γ射线爆发的一个模型(Ⅰ)

本文讨论了1979年3月5日宇宙γ射线爆发事件的光变曲线和能谱。得到:(1)爆发初始阶段(0—4秒)的能谱可用一个kT≈50KeV的热轫致辐射谱,一个等效罗仑兹因子γ=3.3的相对论性电子的轫致辐射和一条能量为430KeV的宽线来拟合;(2)脉动相的平均谱可用一个kT≈40KeV的热轫致辐射谱来拟合;(3)脉动相的光变曲线可以用一个温度正逐渐下降的辐射区域的热轫致辐射拟合。基于这些结果,本文提出了如下的唯象模型:由于某种原因,大量的物质突然向一个中子星的极区表面注入。电子的引力能通过电子的轫致辐射转化为爆发相的辐射能。质子的引力能先转化为辐射区域(以及与之相邻接区域)内的热能,然后再通过电子的热轫致辐射给出脉动相的硬X射线辐射。     

活动星系统中相对论电束的物理效应

本文研究了Ｂｌａｚａｒ天体的辐射性质，提出一种新的喷流模型，即具有幂律分布的极端相对论电子团从中心核注入喷流等离子体中，它在一定的注入速度下，不仅能在喷流等离子体中激发等离子体湍动，产生电磁波的相干辐射，而且产生强的同步辐射，利用等离子体的弱湍理论，我们研究了极端相对论电子力在喷流等子体中的辐射过程，并详细研究了它在解释Ｂｌａｚａｒ天体辐射特性中的应用，本文认为，Ｂｌａｚａｒ天体的不稳定辐射与极端     

相对论性快电子分布等离子体纵振荡的色散关系

在相对论性情况下,从等离子体纵介电常数出发,推导出无磁化、无碰撞、各向同性的快电子分布等离子体纵振荡的色散方程.对纵振荡的色散方程进行解析分析,得到长波支和短波支的色散关系.由于解析色散曲线的不连续性,直接对无量纲化的纵振荡色散方程进行数值计算,得到相对论性快电子分布等离子体纵振荡完整的色散曲线.对数值结果进行拟合,得到简单的色散函数表述以便于应用.并在极端相对论条件下,将这种分布与经典Maxwell分布的色散关系进行比较,得出两种分布情况下纵振荡的色散关系在一定的波数范围内有类似的性质.     

黑洞暂现源中的准周期振荡现象

黑洞暂现源是中心天体为恒星级黑洞的X射线双星,其X射线辐射是暂态的。目前已经得到认证的黑洞暂现源总共有17个,黑洞候选体有32个。黑洞暂现源中普遍存在准周期振荡(QPO)现象,按照频率的不同可以将黑洞暂现源中的QPO分为低频QPO和高频QPO两类。相对论性进动模型是现阶段解释低频QPO现象最成功的理论模型,除此之外径向振荡模型和盘振荡模型也可以解释某些低频QPO现象;而高频QPO现象可以用相对论性共振模型以及盘振荡模型解释。研究黑洞暂现源QPO现象有利于更好地了解吸积的本质以及内吸积流的性质,同时为研究黑洞周围强引力场效应提供了窗口。此外,存在一些与QPO现象有关的经验关系,对这些经验关系的研究可以对现有的理论模型提出限制条件。     

Blazar天体射电爆发的持续注入喷流模型

为了解释Ｂｌａｚａｒ天体射电爆发的普遍演化特性，本提出一个持续注入的喷流模型。假定在喷流基底上以相对论性速度持续地注入相对论等离子体（由磁场和相对论电子组成）。这一等离子体在沿喷流向外运动时经受绝热膨胀损耗。理论计算表明，射电爆发的频谱演化具有Ｖａｌｔａｏｊａ等人所建议的典型的３阶段演化形式。它们非常好地重现了Ｂｌａｚａｒ天体中观测到的射电爆发的普遍行为。     

太阳耀斑非热电子动力学研究

主要讨论太阳耀斑过程中非热电子动力学过程的理论模型以及在硬X射线和射电波段的观测特征。现在广为接受的非热电子动力学过程的模型是"俘获+沉降"模型,由电子的加速、注入、沉降、俘获及能量损失5个部分组成。射电和硬X射线爆发是非热电子在输运过程中与磁场、背景等离子体及其产生的波等相互作用的产物,是非热电子动力学过程的即时反映。通过分析射电和硬X射线辐射的流量、谱和成像特征,可以研究非热电子的空间分布和时间演化,研究非热电子输运过程中发生的碰撞、辐射、散射、波-波、波-粒相互作用等物理过程,研究耀斑磁场、背景等离子体特征,进而为太阳耀斑的磁场结构、太阳大气分布、磁重联模型的研究提供理论和观测依据。     

Blazar天体射电爆发的持续注入喷流模型

为了解释Blazar天体射电爆发的普遍演化特性，本文提出一个持续注入的喷流模型．假定在喷流基底上以相对论性速度持续地注入相对记等离子体（由磁场和相对论电子组成）．这一等离子体在沿喷流向外运动时经受绝热膨胀损耗．理论计算表明，射电爆发的频谱演化具有Valtaoja等人所建议的典型的3阶段演化形式.它们非常好地重现了Blazar天体中观测到的射电爆发的普遍行为．     

相对论电子的物理效应及其在高能天体中的应用

本文对相对论电子的辐射性质、能谱演化和加速机制等进行了简要的介绍。同时，对相对论电子在高能天体中的辐射作用和特性进行了简要的综述。本文给出了相对论电子在Blazar天体的射电辐射机制、光变机制、BL Lac天体的辐射机制以及γ暴的辐射机制等方面的应用研究成果。1、提出了相对论电子的光学薄同步辐射模型：解释Blazar天体的射电平谱：Blazar中心体的剧烈活动，使射电辐射区处于等离子体湍动状态，其中的相对论电子在湍动等离子体波的二交费米加速、激波加速、辐射损失、粒子逃逸和辐射区的绝热减速等物理过程作用下，形成较平的能谱，产生射电平谱。2、提出了新的Blazar天体光变模型：当Blazar天体爆发时，中心天体产生大量的相对论电子，注入喷流中；相对论电子产生同步辐射，并不断损失能量和逃逸辐射区，使它们的能谱快速变化，引起辐射发生快速光变。3、给出了BL Lac天体的等离子体反应堆模型：大量相对论电子从中心天体注入周围的等离子体反应堆中，通过同步辐射快速损失能量，同时这些电子同步吸收反应堆中不透明的光子，产生一个稳定、各向同性的幂律分布，其谱指数为γ＝3；然后，这些相对论电子通过等离子体反应堆的爆发或其表面扩散过程逃逸出来，辐射低频的同步辐射。模型解释了BL Lac天体的高频辐射表现出快速的谱变化性质，即流量减小时谱变陡。4、提出了相对论电子的内激波加速模型，解释γ暴的尖峰光变特性：在γ暴产生的相对论运动的壳层中，有内激波产生；激波在壳层中传播，耗散壳层的运动能，使其中的部分电子加速成为相对论电子。然后，这些电子通过同步辐射产生观测到的γ辐射。模型认为，γ暴中的每个尖峰辐射是一对内激波加速相对论电子的辐射过程，复杂的γ暴光变曲线是多对内激波辐射过程的叠加。     

吸积盘物理:稳定性和振动

研究了环绕致密天体的吸积盘的稳定性质和振动模式。特别关注了在热致和粘滞扰动作用下稳定的对流起支配作用的盘外流。还研究了相对论性吸积盘的振动模式。一些在盘内的捕获的 ,非衰减的模式也许可以用来解释X射线双星和活动星系核中所观测到的准周期振动。     

吸积盘驱动喷流模型研究进展

高度准直的相对论性喷流和低速的喷流存在于很多天体系统中。尽管不同天体系统的尺度不同,但这些喷流具有相似的形成机制,被普遍认为是中心天体周围吸积盘转移角动量而不损失过多质量的有效方式。简要介绍了目前主流的几种吸积盘驱动喷流模型,列举了原初恒星体、X射线双星、活动星系核等典型的吸积供能天体,并介绍了相关理论模拟及实验模拟的最新研究进展。     

吸积盘物理：稳定性和振动

研究了环绕致密天体的吸积盘的稳定性质和振动模式。特别关注了在热致和粘滞扰动作用下稳定的对流起支配作用的盘外流。还研究了相对论性吸积盘的振动模式。一些在盘内的捕获的，非衰减的模式也许可以用来解释X射线双星和活动星系核中所观测到的准周期振动。     

活动星系的非相对论性外流

活动星系核有两类常见外流，相对论性的射电喷流和非相对论性的物质外流，前者主要在射电强的适动星系核中，以非热辐射为特征，非相对论性外流主要通过紫外吸收线观测到，总结了类星体非对论性外流的一些性质及其X射线观测给出了的问题，指出现有的观测表明非相对论性外流引起的质量损失很重要。     

BL Lac天体的谱性质

研究了等离子体反应堆模型,统一解释活动星系核的辐射性质,特别是ＢＬＬａｃ天体的谱性质．具体的物理过程是:大量相对论电子从中心天体注入周围的等离子体反应堆中,通过同步辐射快速损失能量,同时这些电子同步吸收反应堆中不透明的光子,产生一个稳定、各向同性的幂律分布,其谱指数为γ＝３;然后,这些相对论电子通过等离子体反应堆的爆发或其表面扩散过程逃逸出来,产生低频的同步辐射;来自等离子体反应堆的高频辐射表现出快速的谱变化,即流量减小时谱变陡．另外,还详细分析了具有辐射损失和相对论电子注入的同步辐射源的性质．     

太阳射电爆发现象中的电子回旋脉泽辐射

太阳射电爆发(Solar Radio Burst, SRB)是太阳高能电子与背景等离子体相互作用产生的感应辐射现象,其多样的动力学谱类型及其复杂的精细结构反映了辐射源区磁等离子体结构状态丰富的物理信息,而相关辐射机制则是解读相关物理信息的关键工具.长期以来,在SRB辐射机制的研究中一直存在着争议不决的两种主要机制,即等离子体辐射机制和电子回旋脉泽(Electron Cyclotron Maser, ECM)辐射机制.近年来,针对传统的ECM辐射机制应用到SRB现象时遇到的一些主要困难,发展了由幂律谱电子低能截止驱动和包含快电子束自生阿尔文波效应的新型ECM驱动模型,并成功应用于解释各类不同SRB动力学谱的形成机制.基于这些新型的ECM辐射模型,系统地总结了ECM辐射机制在各种不同类型SRB现象中的应用,并对它们不同动力学谱结构的形成给出了一致统一的物理解释.     

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。     

1988年6月耀斑cm2分量中电子随机加速的证据(英文)

在太阳耀斑脉冲相微波爆发(简写为cm1)之后30—60min出现的第二峰称为微波爆发第二分量(简写为cm2)。本文提出用湍动等离子体中的电子随机加速机制来解释cm2分量。1988年6月下旬发生的两个。cm2分量有下列观测特性。 1.6月24日事件的cm2峰在主峰之后约40分,6月29日事件为20分。 2.cm2分量在上升阶段有较为平滑的结构,上升时间长于cm1分量的。6月24日事件的cm2分量的上升时间长于cm1的约0.5分,而6月29日事件约长2分。 3.对6月24日事件,在19和2.695CHz上,cm1分量的峰值时间延迟0.5分,但cm2分量没有峰值时间延迟。 4.cm1在峰值时谱指数最硬,而cm2分量似乎是一直随时间变硬。 5.在17GHz上,cm1分量的园偏振度小于cm2的(～10％对30％)。cm2源有较低的高度。 本文用闭合磁环中的电子随机加速模型来解释这些观测特性。 在6月24日事件中,出现有X5.6级的X射线爆,但没有质子事件。按照本文的模型,是因为质子被围在磁环中无法逃脱。这解释了某些耀斑有强γ射线而没有质子事件的观测事例。     

宇宙γ射线爆的恒星“超耀斑”模型

对宇宙γ射线爆提出了如下的模型:宇宙γ射线爆发类似于太阳耀斑过程,但猛烈程度大得多,爆发时贮存在“超耀斑”内的磁能转化为电子的动能,大量高能电子在一个很短的时间内从“超耀斑”飞出;这些高能电子在通过恒星周围的光子气体时,与光子气体相互碰撞,产生逆康普顿光子,形成γ射线爆.根据这一模型推导了γ射线爆的时间轮廓、能谱等的表达式,并对1972年4月27日事件作了应用.计算结果表明:磁白矮星上的“超耀斑”可能是宇宙γ射线爆的源.     

致密射电变源中的快速流量变化——壳层情形

本文讨论等离子体壳层在双重相对论效应下(即膨胀和整体运动都是相对论性的条件下)的同步辐射的快速变化。表明这类壳层模型可以相当容易地解释观测到的视超光速流量变化。文中特别讨论了这类模型在获得很大的多普勒因子(δ50),从而在解释某些厘米波变源的特别快的流量变化(时间尺度～1—10天)上的意义。     

一类壳型超新星遗迹非热辐射含时模型的研究与应用

一般认为超新星遗迹是银河系内高能宇宙线粒子的主要源,粒子(轻子和强子)在超新星遗迹中通过扩散激波加速机制被加速到极相对论性能量.近年来,越来越多的观测特别是X射线和γ射线波段的观测支持了这一观点.阐述了超新星遗迹多波段非热辐射的含时模型的研究情况,并将模型应用于4颗超新星遗迹G347.3-0.5,G266.2-1.2,G8.7-0.1和G23.3-0.3,结果显示模型可以很好地解释这4颗SNRs的多波段观测.