《伽瑪射線暴的中微子主導吸積流模型研究》是依託廈門大學，由劉彤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：伽瑪射線暴的中微子主導吸積流模型研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉彤
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
中微子主導吸積流（簡稱NDAF）模型是伽瑪射線暴中心能源機制的主流模型之一。區別於經典吸積盤以光子輻射為主，NDAF幾乎將光子完全囚禁，僅有中微子從盤上輻射出來，並在盤外空間湮滅，為伽瑪射線暴提供能量。通過本項目的研究，我們希望能夠從以下幾個方面對NDAF有更深入的認識：（1）考慮嚴格的相對論效應和詳細準確的中微子物理，求解Kerr度規下NDAF的整體解，得到較詳細的中微子輻射和吸積盤結構；（2）在整體解基礎上，求解不同激波條件下的NDAF模型；（3）求解含有環向磁場結構的NDAF局域解和整體解，研究盤的結構、光度和穩定性問題；（4）結合具體的觀測，利用NDAF模型和吸積盤動力學機制解釋短時標伽瑪射線暴的暴前輻射和X射線耀發現象及其統計規律。運用考慮垂向結構的含磁場NDAF模型解釋長時標的X射線耀發現象。
結題摘要
通常認為伽瑪射線暴起源於雙緻密天體（黑洞與中子星或雙中子星）併合或大質量恆星塌縮。無論何種起源，都可能形成圍繞恆星級轉動黑洞的中微子主導吸積流。該吸積盤以中微子輻射為主要的冷卻機制，通過中微子湮滅為伽瑪射線暴提供能量，其高吸積率決定了中心黑洞的劇烈演化。本項目針對中微子主導吸積流模型展開研究，內容主要包括：（1）考慮嚴格的相對論效應、比之前工作更為細緻嚴謹的中微子物理和核合成過程，求解Kerr度規下NDAF的整體解，得到較詳細的中微子輻射和吸積盤結構；（2）我們在球坐標下研究了NDAF的垂向結構，結論發現NDAF是幾何厚盤，不同區域的伯努利數和中微子禁閉取決於吸積率和粘滯係數。此外，我們還引入核統計平衡關係，發現重元素產生於盤表面附近，其質量豐度取決於吸積率和溫度、密度的垂向分布。對應低吸積率的情形，上述區域內會產生大量的鎳56，這可能解釋超新星光學光變中的鼓包。最後，我們在柱坐標下研究了自引力對NDAF結構和光度的影響。（3）我們研究了徑向角動量轉移和磁場開關對短暴中心引擎的效應，用於解釋短暴的延展輻射；（4）我們還研究了作為GRB能源機制的黑洞與NDAF系統中噴流進動過程所釋放的引力波輻射。對比理論結果，我們發現在本星系群中發生的GRB可以被DECIGO和BBO探測到；（5）我們認為GRB 130925A中一系列X射線耀發的起源和演化，及每個耀發本身的光變和能譜特徵可能起源於黑洞與NDAF系統的進動過程。據此，我們可以估計出GRB 130925A的中心是一個快速旋轉的恆星級黑洞。另外，我們還對GRB 121027A的X射線鼓包中的幾段光變進行周期分析，發現5300秒到6100秒中存在約86秒的周期行為，這同樣可能與噴流進動有關。
