伽瑪射線暴的內耗散餘輝機制和宇宙學套用研究

《伽瑪射線暴的內耗散餘輝機制和宇宙學套用研究》是依託華中師範大學，由俞雲偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：伽瑪射線暴的內耗散餘輝機制和宇宙學套用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：俞雲偉
• 依託單位：華中師範大學

項目摘要

本項目首先以Swift時代得到的伽瑪暴餘輝數據、紅移和光度分布等為主要觀測依據，擬開展兩個方面的研究：（1）在對大樣本餘輝數據統計分析的基礎上，著重研究伽瑪暴中心毫秒磁星通過星風產生內耗散餘輝輻射（internal afterglow）的可能機制，主要針對星風磁重聯加速時伴隨產生輻射的過程。在此基礎上，亦可進一步完善對星風終止激波輻射模型的研究。（2）分析得到具體的伽瑪暴光度函式並考慮其可能的演化，以此結合長暴紅移分布仔細推斷高紅移恆星形成率。利用此恆星形成率，一方面結合WMAP相關觀測限制研究宇宙再電離的歷史，並對早期恆星的性質（如輻射光子的能力）提供限制。另一方面，結合暗物質暈塌縮半解析模型，限制與星系形成相關的一些物理量。此外，（3）作為申請人對研究領域的拓展，本項目還將專門就目前公布的630個未證認的Fermi伽瑪射線穩態源開展探索性的統計分類和理論分析。

結題摘要

首先，無論是在塌縮星模型還是雙中子星併合模型下，伽瑪暴後殘留的緻密天體都可能是一個高度磁化的中子星。為此我們提出了中子星通過r模不穩定性以及磁場Tayler不穩定性放大偶極磁場成為磁星的可能過程。其次，我們研究了磁星星風的加速、耗散以及對伽瑪暴餘輝的可能影響。特別是，針對雙中子星併合產生的大質量中子星，我們首次從理論上預言了由中子星星風為併合拋射物供能產生的mergernova現象，其主要輻射特徵與近年發現的一些快速明亮暫現源相符。這將為引力波探測提供良好的電磁對應體候選體。第三，我們通過研究Swift伽瑪暴的紅移和光度分布，限制了伽瑪暴光度函式的形式和參數，特別是利用偽紅移樣本揭示了光度函式的紅移演化。並結合CMB光深和宇宙宇宙紅外背景等觀測，對高紅移恆星形成率進行了限制。此外，本項目還開展了有關Fermi伽瑪射線穩態源、奇異夸克星等其它研究工作。共發表論文11篇，另有2篇等待出版中。