Fermi-LLE伽马暴谱演化和高能余辉研究

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绝大多数观测到的伽马暴谱能够用Band函数进行拟合,时间分辨谱中的Band谱参数是随时间演化的。另外,伽马暴高能余辉辐射机制是伽马暴研究领域一个尚未明确的问题。本文基于Fermi卫星的观测数据,用gt Burst作为提取光变曲线的工具,用RMFIT作为谱拟合工具,对Fermi-LLE伽马暴的瞬时辐射谱演化及GRB 180720B的高能余辉进行研究。GRB180720B是个非常亮的Fermi-LLE长暴。分析发现,瞬时辐射阶段的谱特征主要有:(i)Band谱中的低能谱指数α和峰值能量Ep都呈“flux-tracking”的演化方式;(ii)EP-F、α-F、EP-α以及EP-Lγ,iso4个谱参数相关关系呈强正相关关系;(iii)所有时间分辨谱的低能谱指数α都没有超过同步辐射极限;(iv)暴后11s到55s的GBM和LAT(包括LLE)联合谱能够用单一的Band函数进行拟合。在余辉阶段,当X射线flare被探测到时,6个Ge V光子被探测到,其GBM和LAT联合谱能够用Band函数和幂律的叠加进行拟合。分析结果表明,同步起源能够解释GRB 180720B瞬时辐射起源,同步自康普顿散射能够解释其在探测到X射线flare时探测到的高能余辉起源。通过对Fermi-LLE伽马暴进行详细的谱分析发现,(i)单个Band函数足以对每个暴峰值流量处的时间分辨谱进行拟合;(ii)样本中77.8%的伽马暴时间分辨谱中α最大值超过了同步极限;(iii)可能由于样本中伽马暴数量偏少,所得时间积分谱低能谱指数的典型值为~-0.9;(iv)样本中75%的暴的Ep遵循“flux-tracking”的演化方式,77.8%的暴的α遵循“flux-tracking”的演化方式;(v)通过模拟得到,除GRB 160905A的-关系呈强正相关是固有的,其余伽马暴中观测上的α-F、EP-α强正相关关系是仪器选择效应。此外,分析结果表明,样本中的绝大多数伽马暴瞬时辐射是同步成分占主导。
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