《伽瑪暴宇宙學的研究》是依託南京大學，由王發印擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：伽瑪暴宇宙學的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王發印
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
伽瑪暴和宇宙學的研究是天體物理中兩個前沿的領域。本項目將利用伽瑪暴研究宇宙學。伽瑪暴是宇宙中最劇烈的爆發現象，迄今為止最高紅移的伽瑪暴是GRB090423(z=8.2)，所以其為研究高紅移宇宙的有效工具。具體內容包括：(1)結合Swift和Fermi的高能波段的數據，探索伽瑪暴新的光度關係，使得伽瑪暴像Ia型超新星一樣作為準標準燭光來限制宇宙學參數和暗能量，尤其對於高紅移的暗能量。(2)觀測發現長暴的暴發率偏離恆星形成率，恆星初始質量函式的演化可以解釋該偏離。考慮初始質量函式的演化，用伽瑪暴研究高紅移的恆星形成率。(3)預測由第一代恆星產生的伽瑪暴觀測性質。通過模擬高紅移伽瑪暴爆發環境的性質，計算第一代恆星產生的伽瑪暴的餘輝和光譜性質，提取餘輝光譜的金屬吸收線研究高紅移的星系際介質和金屬豐度。由於伽瑪暴的光譜是光滑的冪律譜，金屬吸收線極可能被JWST觀測到，可以用來研究金屬豐度的演化歷史。
結題摘要
由於伽瑪射線暴的高紅移優勢，所以它是研究高紅移宇宙的理想工具，包括暗能量、高紅移的恆星形成率和金屬豐度的演化等。本項目首先研究了伽瑪暴物理，我們首次研究了伽瑪暴X射線耀發的物理機制，發現與太陽耀斑具有相似的分布，並且可以用自組織臨界理論解釋。我們的結果表明X射線耀發的物理機制可能是磁重聯。這為天文中的自組織臨界現象的研究打開了新的視窗。本項目利用伽瑪暴的最新數據研究了光度關係，並結合伽瑪射線暴和其它天文觀測，發現暗能量的狀態方程與宇宙學常數是一致的。我們還研究了宇宙特殊方向的問題。我們利用伽瑪暴的數據研究了高紅移的恆星形成率，發現比預期的下降要慢，而且可以解釋WMAP觀測到的光深。我們利用數值模擬的方法模擬了第一代恆星產生伽瑪暴的環境，發現伽瑪暴餘輝光譜的吸收線可以用來研究金屬豐度的演化。這些研究可以為我國的SVOM衛星的提供理論基礎。本項目還研究了宇宙學中的其它問題，例如利用星系對研究了空洞模型。
