swift時代伽瑪射線暴及其余輝的多波段研究

1、附件附件2論文中英文摘要論文中英文摘要作者姓名：作者姓名：俞云偉論文題目論文題目：Swift時代伽瑪射線暴及其余輝的多波段研究作者簡介作者簡介：俞云偉，男，1981年3月生。2000年9月至2004年6月在華中師范大學物理科學與技術(shù)學院理科基地班學習并獲理學學士學位。2004年9月起，師從華中師范大學物理科學與技術(shù)學院鄭小平教授，從事中子星相關(guān)方向的研究工作，分別于2006年6月和2009年6月獲華中師范大學理學碩士和博士學位。作者所完

2、成的三篇學位論文均被評為湖北省優(yōu)秀學位論文。攻讀博士學位期間（2006年9月至2008年12月），受教育部訪學博士生項目資助，赴南京大學天文系交流學習，師從戴子高教授，開展伽瑪射線暴相關(guān)研究工作。2009年7月起任職于華中師范大學。自2004年以來，作者在高能天體物理方向，尤其是伽瑪射線暴和中子星相關(guān)領(lǐng)域，以第一、二作者發(fā)表SCI研究論文16篇（主要發(fā)表在ApJMNRASA&APRL等期刊）。其中兩篇論文分別被評為湖北省第十二、十三屆自

3、然科學優(yōu)秀學術(shù)論文。對伽瑪暴多波段余輝（包括中微子余輝）輻射和瞬時輻射機制，以及伽瑪暴中心磁星性質(zhì)及其作用等問題做出過詳細研究，近來也開始關(guān)注銀河系中心、早期宇宙以及暗物質(zhì)等相關(guān)問題。因作者的研究工作，2008年作者曾入選國家優(yōu)秀博士生代表團（全國25人），受邀參加了（德國林島）第58屆世界諾貝爾獎獲得者大會。2009年10月至2011年1月，作者在香港大學物理系從事博士后研究，合作導師為鄭廣生教授，繼續(xù)伽瑪暴的研究工作。我們合作完成的

4、關(guān)于某些高紅移伽瑪暴可能起源于宇宙弦的工作發(fā)表于PRL上（10.1103PhysRevLett.104.241102）。英國《新科學家》雜志和美國《國家地理》雜志（網(wǎng)絡版）相繼對該項工作給予了關(guān)注和新聞報道，2010年終還被《國家地理》評十大“BestCosmicMindblowersof2010FromNational除了電磁輻射窗口，我們還將在第五章中探討可能的早期中微子余輝，具體針對類似于GRB060218這樣一類低光度伽瑪暴（人

5、們普遍關(guān)心在這些暴中是否存在相對論性的沖擊波）。觀測表明，GRB060218的早期X射線輻射由超新星激波的熱輻射主導，它將對可能存在的相對論性沖擊波的輻射性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。我們詳細計算了在熱X射線光子及其逆Compton化成分的作用下，沖擊波中高能質(zhì)子通過光致介子反應和pi介子衰變輻射高能中微子的能力。鑒于普遍認為的低光度伽瑪暴非常高的發(fā)生率，這些可能被探測到的余輝中微子將能夠為限制低光度伽瑪暴瞬時輻射機制提供線索。第六章的研究將從余輝

6、輻射轉(zhuǎn)移到瞬時輻射，具體針對GRB080319B的光學和伽瑪射線多波段瞬時輻射。GRB080319B最突出的特點是具有一個裸眼可見的光學對應體，其流量比伽瑪射線能譜外推到光學波段所得到的流量高出四個多量級。為了解釋這一特殊情況，我們提出了內(nèi)激波雙成分同步輻射模型，認為內(nèi)激波中成對出現(xiàn)的正反激波可能具有十分不同的Lentz因子，正是其中相對論性的反向激波產(chǎn)生了伽瑪射線輻射，而光學輻射則來自于非相對論性的正向激波。擬合結(jié)果顯示，只要伽瑪暴外

7、流體的Lentz因子漲落足夠大，該模型便能夠解釋GRB080319B瞬時輻射的基本特征，同時所給出的逆Compton輻射GeV流量小于或約等于同步MeV流量（而相對應的同步加同步自Compton模型則存在GeV流量過高的問題）。如前所述，第七章將專門研究中子星的演化。眾所周知，通過引力波輻射制動和粘滯耗散加熱，中子星的r模不穩(wěn)定性將對星體的旋轉(zhuǎn)演化和熱演化產(chǎn)生影響。該章的研究表明這種影響對（r模所引起的）星體較差旋轉(zhuǎn)的程度有一定的依賴。

8、較差旋轉(zhuǎn)將使孤立中子星在某一階段出現(xiàn)輕微的自加速，同時也使粘滯耗散加熱顯著增強；對于低質(zhì)量X射線雙星中的中子星，r模處于飽和狀態(tài)的時間在整個吸積循環(huán)演化周期中所占的比例也將因為較差旋轉(zhuǎn)而被明顯提高。更為有趣的是，較差旋轉(zhuǎn)還將引起中子星在~6090Hz頻段強烈的近似單色的引力波輻射。（注：作者在獲得博士學位之后，以該部分工作為出發(fā)點，繼續(xù)研究了新生毫秒磁星的旋轉(zhuǎn)演化以及由此決定的磁星能量輸出。結(jié)合對若干觀測樣本的分析統(tǒng)計，提出某些伽瑪暴的

9、X射線余輝可能起源于磁星星風輻射，而不是外激波?；诖?，作者還提出可能可利用某些特殊的余輝光變平臺探尋奇異夸克星的設想。）最后，第八章中將是作者在完成了以上研究工作之后對伽瑪暴及其余輝研究現(xiàn)狀的一點思考和展望。另外，為了方便讀者理解和查閱，在附錄A中摘錄和推導了一些與伽瑪暴研究相關(guān)的物理基礎知識，在附錄B和C中則較為系統(tǒng)地介紹了伽瑪暴及其余輝的標準模型和一些后標準效應。關(guān)鍵詞：伽瑪射線暴，脈沖星，星風，同步輻射，逆Compton散射，相