伽瑪暴能譜和伽瑪暴宇宙學(xué).pdf

1、本文首先簡要概述了伽瑪射線暴及其余輝的觀測特征和理論研究現(xiàn)狀，然后詳細(xì)介紹本人在攻讀碩士學(xué)位期間在伽瑪暴譜能演化性質(zhì)和伽瑪暴宇宙學(xué)方面的研究結(jié)果。
　　 利用Fermi衛(wèi)星的多波段觀測數(shù)據(jù)，我們分析了Fermi/GBM儀器所觀測到的51個明亮長暴和11個短暴的時間分辨譜，并研究了同一個暴中的Ep演化行為。我們的樣本中有8個單脈沖長暴，其中5個暴的譜是由硬變軟，3個暴的譜是跟隨流量的變化。多脈沖長暴的譜演化更加復(fù)雜。在多脈沖暴的第

2、一個脈沖里，差不多有半數(shù)暴的譜是由硬變軟，另一半的譜是跟隨流量的變化。大部分晚期脈沖的譜都是跟隨流量強(qiáng)度的變化，但也有2個暴的第二個獨立脈沖是由硬變軟的。統(tǒng)計上可以看出，由硬變軟的脈沖光變一般是快上升慢下降，比跟隨流量變化的脈沖更加趨向于不對稱。時間分辨率取16毫秒的短暴都是譜跟隨流量強(qiáng)度的變化。通過模擬分析，我們發(fā)現(xiàn)至少有部分跟隨流量變化的晚期脈沖是由硬變軟的脈沖相互疊加造成的。但是，一些多脈沖長暴的第一個脈沖和單脈沖暴確實存在跟隨流

3、量變化的譜演化行為，說明這種演化方式是一個獨立的成分。對于有測量到紅移的伽瑪暴，我們分析了它們時間分辨譜的Ep-Lγ，iso關(guān)系，發(fā)現(xiàn)該關(guān)系的斜率、彌散度都和時間積分譜的Amati/Yonetoku關(guān)系相一致。我們討論了關(guān)于Ep演化的各種輻射機(jī)制模型，包括伽瑪暴的噴流進(jìn)動。觀測數(shù)據(jù)似乎對這些模型都提出了挑戰(zhàn)，但它們對揭開伽瑪暴瞬時輻射的本質(zhì)至關(guān)重要。
　　 伽瑪暴的噴流張角θj對紅移z有一定的依賴性，高紅移處的噴流張角相對較小，

4、而低紅移處的噴流張角又相對較大。這種演化特征是基于目前觀測樣本的統(tǒng)計結(jié)果。然而我們知道觀測樣本不可避免地要受到儀器選擇效應(yīng)的影響。我們利用Bootstrapping方法探討是否能用儀器選擇效應(yīng)來解釋噴流張角對紅移的依賴性。我們考慮了各種選擇效應(yīng)，包括流量閾值、儀器觸發(fā)效率、噴流張角剛好指向儀器視角的概率和紅移的測量概率。我們的模擬結(jié)果能夠很好地重現(xiàn)觀測上的θj-z依賴性，表明這種依賴性是儀器選擇效應(yīng)造成的。
　　 隨著探測到高紅