γ射线暴的时变分析

γ射线暴是天空中突然的硬X射线/γ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γ射线暴的时变规律是非常重要的。对γ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。     

伽玛射线暴内光度和峰值能量关系的再研究

使用了185个伽玛射线暴(简称伽玛暴)的5 218个时间分辨谱数据,重新研究了伽玛暴内光度和峰值能量的关系及该关系对火球模型的限制二研究结果表明:(1)不管是在伽玛暴内还是在伽玛暴间各向同性等值光度Liso和静止系中vF,谱的峰值能量E'p之间关系式Liso∝E'2p都存在;(2)不管是动能主导的内激波模型还是磁耗散主导的外激波模型都能很好地解释关系式Liso∝ E'2p及ω的值.这些结论与Liang等人的结论是一致的.     

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。     

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     

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。     

Seyfert 2型星系中的星暴活动

星暴和活动星系核之间的联系是活动星系研究领域最重要、最活跃的研究课题之一。Seyfert星系由于距离较近、数目较多和相对低的核活动,已成为研究星暴和活动星系核之间联系的理想天体。综述了活动星系核中存在星暴的观测证据和Seyflert2型星系核区星暴活动的最新研究结果,着重讨论了存在两类Seyflert2型星系(一类是被遮挡的Seyfert1型星系,另一类是“真正”的Seyfert2型星系即不存在宽线区的Seyfert2型星系)的可能性．通过比较具有和不具有偏振宽线的Seyflert2型星系在红外、射电、光学和X射线光谱性质的差别,发现具有偏振宽线的Seyfert2型星系在本质上和Seyflert1型星系是同一类天体,差别只在于观测者视线方向的不同;而不具有偏振宽线的Seyfert2型星系是一些星系核活动较弱而星暴活动占主导的天体,这些星系从射电、红外、光学到硬X射线,都具有和星暴星系相似的性质。由于这些星系中核的吸积率将比Seyflert1型星系低近两个量级,因而它们很有可能是一些没有宽发射线区的Seyfert2型星系,即所谓的“真正”Seyflert2型星系。     

亮暗暴的早期X射线研究

研究亮暴和暗暴的X射线余辉,发现它们的X射线和γ流量的分布基本上相同。即:从统计学的角度上讲,亮暴和暗暴没有本质不同,它们的中心机制应该是相同的,暗暴的形成应该是由环境原因引起的。     

γ射线暴X射线耀发的研究进展

射线暴是宇宙中恒星尺度的最剧烈爆发现象。γ射线暴瞬时辐射结束后,进入余辉辐射阶段。X射线耀发是γ射线暴X射线辐射衰减过程中出现的短时标闪耀现象。X射线耀发的脉冲轮廓具有不对称性,其上升时标小于下降时标。在部分γ射线暴中,X射线耀发的亮度达到瞬时辐射的亮度。X射线耀发的持续时间与峰值时间具有线性关系。X射线耀发的光谱比X射线余辉的光谱硬。早期X射线耀发与晚期X射线耀发相比,其脉冲轮廓较窄,光谱较硬。X射线耀发产生的物理过程类似于γ射线暴瞬时辐射的物理过程。在火球(fireball)模型中,内部壳层之间发生碰撞,产生的内激波加速电子,电子的同步辐射产生X射线耀发。当火球扫过星际介质,外激波加速电子时,电子的同步辐射也可产生X射线耀发。在光球(photospere)模型中,能量耗散发生在光学厚的区域,热辐射的光谱峰值落在X射线能段附近,γ射线暴的喷流在光球半径处会产生X射线耀发。如果γ射线暴喷流由坡印亭能流主导,喷流就会与星际介质相互作用,磁场的不稳定性使磁场发生耗散,产生的能量形成X射线耀发。γ射线暴的喷流具有几何效应。一部分同步辐射可能发生在喷流辐射面的高纬度处。由于曲率效应(curva...     

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。     

Ⅰ型X射线暴多峰结构的研究进展

Ⅰ型X射线暴(热核暴)是发生在小质量X射线中子星双星系统中X射线波段流量突然大幅度增加的一种高能现象.在热核闪模型下,此现象被认为主要由中子星表面热核不稳定燃烧主要引起的.典型X射线暴的光变曲线呈现快速上升(1～5 s)、e指数下降(10～100 s)的单峰结构.随着X射线暴样本的增加,在观测上出现了一类多峰结构的热核...     

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上升，而对于长暴未发现类似的变化。     

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．     

γ射线暴的logN（〉P）～logP分布

本用简单的宇宙学模型，在标准烛光和均匀分布的的假设下计算了γ射线暴的ｌｏｇＮ（〉Ｐ）￣ｌｏｇＰ分布（大小谱），在考虑了探测效率修正和死时间修正后，由宇宙学模型计算的理论结果和ＢＡＴＳＥ实测的大小谱没有显偏离。     

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。     

等时面与γ射线暴余辉

在γ射线暴（ 简称γ暴） 的火球模型下,γ暴余辉存在等时面,面上发射的光子会同时被观测到．通过对等时面积分来计算辐射流量Ｆν（ｔ） ,结果表明等时面的引入对峰值以及峰值前后流量随观测者时间的变化关系有明显的影响     

伽玛射线暴:各向同性火球还是柱形喷流?

多数伽玛射线暴的光学余辉衰减较平缓且光变曲线未见明显拐折，通常认为它们产生于各向同性火球，GRBs970228,970508,971214,980329及980703等就是典型的例子，但柱型喷流模型其实也能对这类伽玛射线暴的余辉给出极好的拟合，因此它们完全有可能产生于柱形喷流，而并非一定是来自各向同性火球。