伽马射线暴瞬时辐射Band谱成分的物理研究
观测上，伽马射线暴瞬时辐射的主要辐射成分一般能够用Band函数进行描述，表现出了明显的非热辐射特征。鉴于此，非热高能电子的同步辐射被认为是瞬时辐射的可能辐射机制。 同步辐射在解释瞬时辐射过程中却存在一些问题，最棘手的就是“快冷却疑难”，也就是：在伽玛射线暴喷流环境中，非热高能电子处于快冷却状态，导致低能段辐射能谱相对观测偏软。通过分析，我们发现通过改变高能电子注入率可能可以解决“快冷却疑难”。鉴于此，我们研究了磁主导喷流中高能电子注入率随时间增加情况下的同步辐射谱。研究发现：高能电子注入率随时间快速增加的环境下，同步辐射的确可以形成类似Band谱的辐射谱；同时，在辐射半径更大、磁重联尺度更小、注入电子的最小洛伦兹因子更低的情况下更容易形成类似Band谱的同步辐射谱。此外，电子注入率随时间增加的情况下，电子能谱的低能段会表现为一个鼓包，而非幂律函数形式，这是形成类似Band谱同步辐射能谱的关键所在。 当然，人们也提出了其它机制使得同步辐射与瞬时辐射能谱一致。究其本源，这些工作本质上是通过修改低能段电子能谱以获得与观测能谱一致的同步辐射谱。鉴于此，产生瞬时辐射的电子能谱究竟是怎样的？为了回答这个问题，我们提出一种拟合方法，以便通过辐射能谱的拟合直接获得同步辐射机制下产生瞬时辐射的电子能谱。我们的方法的创新之处在于用“贝兹曲线+线性函数”的组合经验地描述电子能谱在对数空间下的形态。基于这个方法，我们分析了GRB180720B和GRB160905A时间分辨谱的电子能谱形态，结果发现：(1)估算得到的大部分时间分辨谱的电子能谱的低能段形态明显有别于传统快冷却状态下的低能电子能谱形态，甚至不同于幂律函数形式（只有GRB180720B的[7.14,8.19]s这个时间片除外）；(2)在一个暴、甚至一个脉冲中，低能段电子能谱在形态上发生了从硬到软的变化。
伽马射线暴;瞬时辐射;同步辐射;相对论喷流
广西大学
硕士
理论物理
林达斌
2021
中文
P172.3
2022-05-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）