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超長伽馬射線暴余輝X射線熱輻射起源確定

發布:opticseditor    |    2019-06-26 18:44    閱讀:176
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記者24日從云南天文臺獲悉,國際期刊《天體物理學雜志》最新在線發表了該臺劉杰英博士和毛基榮研究員的一項研究成果,他們對超長伽馬射線暴源——GRB 130925A余輝的X射線熱輻射起源進行了理論解釋,認為該源10千電子伏特以上的熱X射線輻射,起源于富金屬—塵埃星風中的熱韌致輻射過程。

毛基榮介紹,伽馬射線暴是宇宙中最為劇烈的爆發現象,輻射持續時間從幾毫秒到幾千秒不等。爆發階段的輻射一般被稱為瞬時輻射,而爆發結束后在X射線、光學、射電等更低能段持續更久的輻射一般被稱為余輝。X射線余輝階段的輻射譜通常呈現非熱的冪律分布,由相對論電子的同步加速輻射產生。近些年,在一些X射線余輝觀測中也發現了熱成分。雖然光學厚的黑體輻射可以用于擬合這一熱成分,但是,余輝中光學厚的情況卻難以出現。

他們采用軔致輻射對GRB 130925A的X射線熱成分進行了理論分析,認為這是一個超長暴,其第一次爆發周期持續了約900秒,而第二個爆發周期長達2000—3000秒。已有研究認為,這個源的前身星被認為是藍超巨星或是紅超巨星,這意味著它的余輝輻射發生在很大的火球半徑處。另外,該源的宿主星系消光強,并具有高金屬豐度特征,這一環境可以提供豐富的電離粒子。

他們分析了該源爆發1.8天后的兩組X射線輻射數據,認為當激波在掃過距離源中心一定距離的星風物質時,物質溫度升高并導致粒子有效電離,經軔致輻射冷卻平衡,產生余輝階段的X射線輻射。通過對比觀測輻射譜,他們確定了周圍星風的數密度以及電子溫度。這項結果預示著,通過類似X射線望遠鏡對超長暴的觀測,人們可以對伽馬射線暴前身星的物理過程及其周邊環境給出很好的限定。

來源:科技日報

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