超長(zhǎng)伽馬射線(xiàn)暴余輝X射線(xiàn)熱輻射起源確定
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- 2019-06-25
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記者24日從云南天文臺(tái)獲悉,國(guó)際期刊《天體物理學(xué)雜志》最新在線(xiàn)發(fā)表了該臺(tái)劉杰英博士和毛基榮研究員的一項(xiàng)研究成果,他們對(duì)超長(zhǎng)伽馬射線(xiàn)暴源——GRB 130925A余輝的X射線(xiàn)熱輻射起源進(jìn)行了理論解釋?zhuān)J(rèn)為該源10千電子伏特以上的熱X射線(xiàn)輻射,起源于富金屬—塵埃星風(fēng)中的熱韌致輻射過(guò)程。
毛基榮介紹,伽馬射線(xiàn)暴是宇宙中最為劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象,輻射持續(xù)時(shí)間從幾毫秒到幾千秒不等。爆發(fā)階段的輻射一般被稱(chēng)為瞬時(shí)輻射,而爆發(fā)結(jié)束后在X射線(xiàn)、光學(xué)、射電等更低能段持續(xù)更久的輻射一般被稱(chēng)為余輝。X射線(xiàn)余輝階段的輻射譜通常呈現(xiàn)非熱的冪律分布,由相對(duì)論電子的同步加速輻射產(chǎn)生。近些年,在一些X射線(xiàn)余輝觀測(cè)中也發(fā)現(xiàn)了熱成分。雖然光學(xué)厚的黑體輻射可以用于擬合這一熱成分,但是,余輝中光學(xué)厚的情況卻難以出現(xiàn)。
他們采用軔致輻射對(duì)GRB 130925A的X射線(xiàn)熱成分進(jìn)行了理論分析,認(rèn)為這是一個(gè)超長(zhǎng)暴,其第一次爆發(fā)周期持續(xù)了約900秒,而第二個(gè)爆發(fā)周期長(zhǎng)達(dá)2000—3000秒。已有研究認(rèn)為,這個(gè)源的前身星被認(rèn)為是藍(lán)超巨星或是紅超巨星,這意味著它的余輝輻射發(fā)生在很大的火球半徑處。另外,該源的宿主星系消光強(qiáng),并具有高金屬豐度特征,這一環(huán)境可以提供豐富的電離粒子。
他們分析了該源爆發(fā)1.8天后的兩組X射線(xiàn)輻射數(shù)據(jù),認(rèn)為當(dāng)激波在掃過(guò)距離源中心一定距離的星風(fēng)物質(zhì)時(shí),物質(zhì)溫度升高并導(dǎo)致粒子有效電離,經(jīng)軔致輻射冷卻平衡,產(chǎn)生余輝階段的X射線(xiàn)輻射。通過(guò)對(duì)比觀測(cè)輻射譜,他們確定了周?chē)秋L(fēng)的數(shù)密度以及電子溫度。這項(xiàng)結(jié)果預(yù)示著,通過(guò)類(lèi)似X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡對(duì)超長(zhǎng)暴的觀測(cè),人們可以對(duì)伽馬射線(xiàn)暴前身星的物理過(guò)程及其周邊環(huán)境給出很好的限定。
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