《以伽瑪暴和超新星遺蹟為探針對激波物理的研究》是依託北京大學，由黎卓擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：以伽瑪暴和超新星遺蹟為探針對激波物理的研究
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：黎卓
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
各種高能天體中普遍存在著激波加速過程產生高能粒子乃至非熱輻射，但激波加速原理還不清楚。本項目把觀測實驗與理論緊密結合，通過對高能天體- - 特別是伽瑪射線暴和超新星- - 觀測結果進行理論分析來研究其中的輻射區物理條件、微觀激波物理乃至激波加速過程。伽瑪暴和超新星總體物理圖像乾淨，分別存在著相對論和非相對論激波，將是研究激波物理的有效探針。本項目中，我們將通過伽瑪暴餘輝的輻射特徵來限制激波的微觀物理結構；通過伽瑪暴寬能帶的觀測分析其輻射機制及輻射區的物理條件乃至噴流的結構；計算超新星中強子過程產生的輻射，特別是次級粒子再輻射；推導超新星激波中高能截止區域重子/輕子的能譜，以辨別TeV輻射的輕子或強子起源；計算極高能宇宙線源的EeV中微子輻射，用以探索其物理條件乃至直接證認宇宙線起源。
結題摘要
高能天體物理中，伽瑪射線暴和超新星是兩類劇烈的恆星爆炸產生的現象，都涉及了無碰撞激波形成，高能粒子加速和高能輻射的過程，對於研究缺乏了解的無碰撞激波工作原理，以及宇宙線起源等基本問題是很好的探針。本項目中我們結合已有的對這兩類天體的高能觀測結果，對激波微觀物理，粒子加速過程和宇宙線及中微子起源這些未知之謎進行“探測”和限制。(1) 我們結合多波段觀測，研究了伽瑪暴激波物理，發現伽瑪暴餘輝中存在磁場在下游逐漸衰減的現象；如果瞬時輻射中也存在激波後磁場快速衰減，就能很好解釋伽瑪暴能譜較硬這一疑難問題；而內激波模型能很好解釋瞬時光學輻射呈現的光學延遲現象，支持伽瑪暴噴流組分為重子物質主導。(2) 我們分析超新星遺蹟X射線數據，限制了激波加速能力，發現純質子很難加速到PeV能區，支持宇宙線PeV膝區為重核主導；並發現硬X能譜需要非球對稱激波來解釋，支持超新星非球對稱爆炸。(3) 結合PeV中微子探測結果和伽瑪射線探測結果，我們分析了各種天體對PeV中微子的貢獻，發現銀河系、伽瑪射線暴和活動星系核噴流不可能是PeV中微子主要起源，而星暴星系是已知天體中最可能起源。另外，由於暫現源方面理論和觀測的快速發展，我們也探討了暫變源天體物理中的幾個問題，包括X射線暫現源發生率、射電暴宇宙學和微型潮汐瓦解現象等。
