γ射线暴(Gamma-ray burst，简称GRB)是短时间内(0.1s～1000s)，来自遥远宇宙空间的高能γ射线突然增亮的爆发现象，这些大规模的爆发释放的能量甚至超过1053尔格，比超新星爆发的能量还要高两个量级，能在爆发最初的极短时间里点亮宇宙的每个角落。由于其爆发的超高能量，因此被喻为是宇宙中最猛烈的爆炸现象之一。γ暴自1970年代被美国Vela军事卫星偶然发现以来，就被奉为现代天文学最大的谜题之一，在短短40年的时间内吸引了全世界大批的科学家来研究这一领域。γ暴之谜最迫切需要解决的是其距离问题，这一目标在1997年得到了突破。借助意大利和荷兰联合验证的BeppoSAX卫星的精确快速定位能力，γ暴的X射线、光学及射电等多波段余辉被一一发现，标志着γ暴研究黄金时代的真正到来，在随后的10年间，γ暴在观测和理论方面都有了突破性的进展。而2004年底美国Swift卫星的发射掀起了该领域研究的又一个高潮。　　 由于多波段余辉后随观测在γ暴研究中的重要性，快速反应的地基望远镜是实现这一目标的重要利器，当然还要感谢γ暴坐标定位网(GCN)，它能让卫星观测的定位数据在短短数秒之内发布到世界各地，触发随时待命的自动望远镜进行观测，这种观测模式极大地提高了余辉的观测效率和探测概率。　　 本论文详细介绍了利用国家天文台兴隆观测基地0.8m TNT和1m EST光学望远镜建立的γ暴光学余辉后随观测系统，并且利用这个系统开展的γ暴余辉观测和研究。自2006年该系统建立以来，在3年多的运行观测期间，总共进行了超过50次的观测(截至到2009年4月底)，并且成功探测到22个γ暴的光学余辉。其中包括反应速度最快的GRB061110A和GRB090426，都是在该暴爆发后76s即开始观测，还有探测到高红移的GRB060927(z=5.47)，以及一类与超新星成协的GRB060218和XRT080109等，获得了丰富的观测资料。此外还利用γ暴的标准火球、内激波、正反激波和外激波模型，对观测的数据进行了理论分析，发现大部分的实测数据可以用标准模型进行解释。同时，对于一些未探测到余辉或余辉偏暗的γ暴，从Swift卫星观测的资料中选择了一个扩大的样本，对这一类被称为“暗暴”的特殊γ暴做了统计分析。本论文的具体组成如下：　　 第一章是γ暴研究领域的综述。介绍了一些背景知识，γ暴及其余辉在观测方面的历史与进展，γ暴理论上研究的基本情况，以及γ暴余辉观测的进展情况，包括GCN介绍以及地基后随观测望远镜的介绍等。　　 第二章详细介绍了兴隆基地γ暴光学余辉后随观测系统的情况。包括在兴隆基地建立γ暴光学余辉后随观测系统的意义，望远镜、CCD等硬件系统，软件控制系统，观测流程以及观测策略等。　　 第三章介绍了数据处理的原理与方法。包括孔径测光，PSF测光，定标观测等，以及在IRAF天文软件包下的实现和重新开发的zphot测光包的使用情况介绍等。　　 第四章介绍了在该系统下所开展的γ暴光学余辉的后随观测情况。概括了自系统建立运行3年多来的总体观测情况，探测效率，红移分布及一些特殊的暴的观测等。　　 第五章里用γ暴的标准火球、内激波、正反激波和外激波模型，对观测的数据进行了理论分析。　　 第六章里用了双喷流结构模型对GRB070419A的余辉性质做了解释，结果表明双喷流模型相比标准的单喷流模型可以更好地解释GRB070419A的余辉性质。　　 第七章对暗暴性质做了统计研究，从Swift卫星观测样本中选取了一个暗暴样本，统计研究发现，Swift时代暗暴的统计性质与Swift之前时代没有明显的差别。暗暴的产生是由于光学波段偏暗，而X射线波段与正常的暴在统计上没有明显的差别。而主导暗暴的起因很可能就是因为光学波段的尘埃消光。　　 最后在第八章，对现在的工作做了总结，并对刚刚发射的Fermi(也叫GLAST)卫星和将来的SVOM卫星做了介绍，期待它们的观测能给γ暴的研究带来新的突破。