【摘 要】
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伽马射线暴的外激波是甚高能辐射的重要产生场所,甚高能伽马射线是当今天文研究的热点。本论文主要研究外激波中高能光子与低能光子碰撞产生正负电子对在余辉光变上的影响,关注其中的电磁级联辐射,并寻找可能存在正负电子对的观测特征,在此过程中我们发现GRB 110213A的观测特征与之相符。结果包括:首先,比较研究Swift卫星的X射线数据与ROTSE-Ⅲb等地面望远镜的光学观测数据,发现在光变上,GRB 1
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伽马射线暴的外激波是甚高能辐射的重要产生场所,甚高能伽马射线是当今天文研究的热点。本论文主要研究外激波中高能光子与低能光子碰撞产生正负电子对在余辉光变上的影响,关注其中的电磁级联辐射,并寻找可能存在正负电子对的观测特征,在此过程中我们发现GRB 110213A的观测特征与之相符。结果包括:首先,比较研究Swift卫星的X射线数据与ROTSE-Ⅲb等地面望远镜的光学观测数据,发现在光变上,GRB 110213A的光学余辉和X射线余辉光变行为不同,光学余辉表现为两个鼓包,而X射线余辉则显示为一个鼓包,横跨于两个光学鼓包之间;在能谱上,该暴余辉早期阶段（0.15-2 ks）的光学和X射线可能有相同的物理起源,而余辉晚期阶段（2-500 ks）光学和X射线余辉可能有不同的物理起源。其次,在引入高能光子吸收所形成的正负电子对的辐射图景下,基于标准外激波框架的级联辐射模型能够很好地解释GRB 110213A的光学和X射线余辉。结果如下:（1）早期余辉阶段,光学波段主要由级联同步辐射贡献,X射线由初级同步辐射和初级同步自康普顿散射主导。（2）晚期余辉阶段,X射线和光学波段都是由初级同步辐射和初级同步自康普顿散射主导。（3）基于MCMC拟合数据,级联辐射模型下的参数为:各向同性能量为Ek,iso=5.01-3.43+4.54× 1053 erg,火球初始洛伦兹因子Γ0=120.28-16+21,电子能量所占比例εe=0.25-0.05+0.04,磁场能量所占比例εB=6.45-2.6+8.0 × 10-4,周围介质密度n=0.27-0.09+0.19 cm-3,喷流张角θj=0.32-0.20+0.26 rad,介质环境除此之外,本文还基于BOOSTS和LCOGT所获得的光学观测数据,联合Swift/XRT数据,发现GRB 200306C的明亮X射线耀发可能存在黑体辐射成分,其中黑体光度LBlackBody与黑体温度kT呈现LBlaekBody ∝kT4.2律关系、光球层半径为～（2.84-8.61）× 1013cm、光球层洛伦兹因子为～80-90。同时,基于标准外激波模型拟合其余辉数据,发现其外激波参数为:Ek,iso=3.46 × 1054 erg,Γ0=648,εe=1.6 × 10-5,εB=1.6 × 10-5,n=9.2 cm-3,θj=0.04 rad,p=2.52。综上所述,通过对于GRB 110213A和GRB 200306C的研究分析发现,伽马射线暴喷流中高能光子吸收产生的级联辐射能够对于早期光学余辉辐射产生显著影响,有少部分伽马射线暴确实存在热成分,且产生热成分的物理过程可能与火球的光球层辐射相关。这些研究都有助于揭示喷流的组分、辐射机制以及伽马射线暴所处的环境。
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