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韦大明 《紫金山天文台台刊》1999,18(3):293-298
γ暴余辉的发现是γ暴研究史上的一个重大突破,火球模型几乎可以较好地解释γ暴余辉的观测特性。但在标准的火球模型中,通常只考虑电子的同步加速辐射,没有考虑电子逆康普顿散射的贡献。这里我们详细计算了逆康普顿散射对γ暴余辉的影响,发现在一定的条件下,逆康普顿散射的影响是很重要的,它可以显著地改变辐射能谱,进而改变γ暴余辉的光变特性。 相似文献
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在１９９１—１９９３年期间,Ｃｏｍｐｔｏｎγ射线天文台（ＣＧＲＯ）在射电源ＰＫＳ０５２８＋１３４中观测到两次很强的射线爆发,都伴随有毫米波射电大爆发．本文详细分析了高能γ－Ｘ射线波段和红外－光学波段的辐射能量分布（ＳＥＤ）．结果表明,高能γ射线辐射可能主要是由喷流相对论电子对周围ＵＶ－软Ｘ射线光子的逆康普顿散射所产生的．同时,通过毫米波射电大爆发的频谱演化特性与γ射线源的同步辐射频谱特性的比较,对γ辐射等离子团和射电等离子团之间可能的演化联系作了讨论． 相似文献
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γ射线暴的研究进展（Ⅱ）：γ暴的辐射机制及能谱形成 总被引：1，自引：0，他引：1
在中子星作为γ暴源的基础上讨论了各种辐射机制及能谱形成。由于中子星表面磁场很强，我们首先讨论了强磁场中的辐射过程，包括同步辐射和吸收，单光子和双光子的产生和湮灭，康普顿散射，轫致辐射等。 相似文献
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本文对相对论电子的辐射性质、能谱演化和加速机制等进行了简要的介绍。同时，对相对论电子在高能天体中的辐射作用和特性进行了简要的综述。本文给出了相对论电子在Blazar天体的射电辐射机制、光变机制、BL Lac天体的辐射机制以及γ暴的辐射机制等方面的应用研究成果。1、提出了相对论电子的光学薄同步辐射模型：解释Blazar天体的射电平谱：Blazar中心体的剧烈活动，使射电辐射区处于等离子体湍动状态，其中的相对论电子在湍动等离子体波的二交费米加速、激波加速、辐射损失、粒子逃逸和辐射区的绝热减速等物理过程作用下，形成较平的能谱，产生射电平谱。2、提出了新的Blazar天体光变模型：当Blazar天体爆发时，中心天体产生大量的相对论电子，注入喷流中；相对论电子产生同步辐射，并不断损失能量和逃逸辐射区，使它们的能谱快速变化，引起辐射发生快速光变。3、给出了BL Lac天体的等离子体反应堆模型：大量相对论电子从中心天体注入周围的等离子体反应堆中，通过同步辐射快速损失能量，同时这些电子同步吸收反应堆中不透明的光子，产生一个稳定、各向同性的幂律分布，其谱指数为γ＝3；然后，这些相对论电子通过等离子体反应堆的爆发或其表面扩散过程逃逸出来，辐射低频的同步辐射。模型解释了BL Lac天体的高频辐射表现出快速的谱变化性质，即流量减小时谱变陡。4、提出了相对论电子的内激波加速模型，解释γ暴的尖峰光变特性：在γ暴产生的相对论运动的壳层中，有内激波产生；激波在壳层中传播，耗散壳层的运动能，使其中的部分电子加速成为相对论电子。然后，这些电子通过同步辐射产生观测到的γ辐射。模型认为，γ暴中的每个尖峰辐射是一对内激波加速相对论电子的辐射过程，复杂的γ暴光变曲线是多对内激波辐射过程的叠加。 相似文献
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γ射线暴是宇宙中恒星尺度的最剧烈爆发现象。γ射线暴瞬时辐射结束后,进入余辉辐射阶段。X射线耀发是γ射线暴X射线辐射衰减过程中出现的短时标闪耀现象。X射线耀发的脉冲轮廓具有不对称性,其上升时标小于下降时标。在部分γ射线暴中,X射线耀发的亮度达到瞬时辐射的亮度。X射线耀发的持续时间与峰值时间具有线性关系。X射线耀发的光谱比X射线余辉的光谱硬。早期X射线耀发与晚期X射线耀发相比,其脉冲轮廓较窄,光谱较硬。X射线耀发产生的物理过程类似于γ射线暴瞬时辐射的物理过程。在火球(fireball)模型中,内部壳层之间发生碰撞,产生的内激波加速电子,电子的同步辐射产生X射线耀发。当火球扫过星际介质,外激波加速电子时,电子的同步辐射也可产生X射线耀发。在光球(photospere)模型中,能量耗散发生在光学厚的区域,热辐射的光谱峰值落在X射线能段附近,γ射线暴的喷流在光球半径处会产生X射线耀发。如果射线暴喷流由坡印亭能流主导,喷流就会与星际介质相互作用,磁场的不稳定性使磁场发生耗散,产生的能量形成X射线耀发。γ射线暴的喷流具有几何效应。一部分同步辐射可能发生在喷流辐射面的高纬度处。由于曲率效应(curvature effect),各向异性辐射与各向同性辐射相比,X射线耀发的峰值出现较晚。此外,在γ射线暴发生后,黑洞会间歇性地吸积外部介质。在吸积过程中,黑洞周围的磁场会调节吸积的速率和喷流中的能量,这是出现多个X射线耀发的原因。 相似文献
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对宇宙γ射线爆提出了如下的模型:宇宙γ射线爆发类似于太阳耀斑过程,但猛烈程度大得多,爆发时贮存在“超耀斑”内的磁能转化为电子的动能,大量高能电子在一个很短的时间内从“超耀斑”飞出;这些高能电子在通过恒星周围的光子气体时,与光子气体相互碰撞,产生逆康普顿光子,形成γ射线爆.根据这一模型推导了γ射线爆的时间轮廓、能谱等的表达式,并对1972年4月27日事件作了应用.计算结果表明:磁白矮星上的“超耀斑”可能是宇宙γ射线爆的源. 相似文献
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正负电子湮灭形成的511keV线谱是高能天体物理学光子能谱中的重要成分.本文通过Monte Carlo计算,研究了吸积双星系统(典型的如 CygX-3)中的正负电子湮灭过程.结果表明,一定物理环境下吸积双星系统可以发射较窄的正负电子湮灭线,它的流强和宽度依赖于双星系统发射的高能γ光子的强度大小,X射线晕的状态、尺度和温度分布以及吸积盘中电子的密度大小和分布.本文也讨论了现代的实验(如GRO卫星上的OSSE探测器)观测它的可能性. 相似文献
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本文探讨用相对论喷流模型解释ＢＬ Ｌａｃ天体０７１６＋７１从射电到γ射线的整修电磁波段的非热辐射。喷流的结构分两个区域描述：内区具有抛物线结构，喷流是加速的；外区具有圆锥形结构，喷流速度恒定。相对论电子的密度和最高能量，以及磁场等参数随距离向外按幂律下降。在此模型中，射电至紫外线起源于相对论电子的同步辐射，而高能的Ｘ射线和γ射线则起源于自康普顿散射。辐射的频率越高，产生区域越靠近中央能源机器。辐射 相似文献
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双光子湮灭造成的γ射线吸收是γ射线天文学辐射转移理论的一个重要内容。通过相对论变换，将目前QED理论给出的仅在动量中心参考系中表示的双光子湮灭截面推广到实验室系（观测者系），并用湮灭前两光子的能量hw,hw‘及夹角θ表示此截面，便于γ射线在天文学中的实际应用。进一步，在各向同性周边辐射场的一般前提下，求出方向平均的简化截面公式σ（w,w‘），得出方向平均的湮灭阈值条件和湮灭概率最大时两个光子能量的匹配条件。进一步确认在γ射线天文学中，双光子湮灭截面和γ光子－电子的康普顿散射截面确有可比性。最后完成了天体物理中几种常见低频辐射场如热韧致辐射场、黑体辐射场以及非热的幂律场中双光子湮灭吸收系数krr(hw)-hw的计算曲线，并给出较详细的物理讨论。 相似文献
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利用具有多波段谱指数及流量观测资料的５９ 个Ｂｌａｚａｒ 天体作为样本,我们研究了各波段流量之间,谱指数之间的可能的相关性。新的可能的限制已从理论上进行了深入地讨论。结果暗示：（１） 同步自康普顿机制是Ｂｌａｚａｒ 天体γ射线辐射的主要机制。（２） 相对论电子与吸收积盘热光子的逆康普顿散射是Ｂｌａｚａｒ 天体γ射线产生的另一个重要机制。（３）ＢＬＬａｃ 天体不是“纯非热辐射”的天体,它们也具有强的热辐射。 相似文献
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《天文研究与技术》2021,(1)
收集了69个费米甚高能γ射线(TeV)耀变体样本的平均态多波段数据,并用对数抛物线模型(The Log-parabolic Model)对能谱分布(The Spectral Energy Distribution, SED)进行拟合,获得相关物理参数。分别对谱指数、能谱峰值频率、能谱曲率3个物理参数进行统计分析,结果如下:(1)高峰频蝎虎天体(High-Synchrotron peaked BL Lacertae objects, HBLs)、中峰频蝎虎天体(Intermediate-Synchrotron peaked BL Lacertae objects, IBLs)、低峰频蝎虎天体(Low Synchrotron peaked BL Lacertae objects, LBLs)和平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars, FSRQs)的谱指数分布各异,除射电波段外,样本中蝎虎天体在不同波段谱指数大小呈现高峰频蝎虎天体中峰频蝎虎天体低峰频蝎虎天体的分布规律;(2)样本中蝎虎天体(BL Lacertae objects)的同步辐射能谱的峰值频率和逆康普顿散射能谱的峰值频率之间呈现正相关关系,表明甚高能γ射线蝎虎天体多波段辐射能较好地用同步自康普顿模型解释;(3)通过聚类分析给定高峰频蝎虎天体、中峰频蝎虎天体、低峰频蝎虎天体和平谱射电类星体的能谱曲率分布范围,表明这4类天体样本的能谱曲率分布不同;(4)同步辐射能谱的峰值频率和逆康普顿散射能谱的峰值频率与红外、光学、紫外和软X射线波段的谱指数之间都呈现较强的负相关关系,而同步辐射能谱曲率和除射电波段外的各波段谱指数之间呈现正相关关系;(5)同步辐射能谱的峰值频率和同步辐射能谱曲率之间呈现较强的负相关关系。 相似文献
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本文讨论Ｂｌａｚａｒ天体中光学射电大爆发频谱演化的理论模型．考虑沿喷流传播的相对论性激波所注入或加速的相对论性电子，受到康普顿、同步辐射和绝热膨胀三种损耗，并计及相对论电子能谱的高能截断．假定喷流轴线与观测者方向构成很小角度．文中给出了大爆发频谱三阶段连续演化的特性，即康普顿阶段，同步辐射阶段和绝热膨胀阶段的爆发特性．频谱演化用（Ｓｍ－ｖｍ）关系表达（见图２，图中Ｓｍ为频谱反转流量，ｖｍ为反转频率），它与一些Ｂｌａｚａｒ天体中观测到的典型形式相符合． 相似文献
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本文认为强磁场中的逆Compton散射可能是γ射线爆的主要辐射机制.其能谱是由源区质子产生的低频光子经强磁场中非热电子的Compton散射形成的.我们利用非相对论情形(B/B_(cr)≤1,hv_i/m_ec~2≤1)下强磁场中的Compton散射微分截面,导出了上述Compton散射的辐射谱公式,由此很好地拟合了典型γ射线爆GB811016的观测能谱. 相似文献
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耀变体(blazar)的X射线辐射位于同步辐射的尾部及逆康普顿辐射的前部分,因此其辐射起源较为复杂.耀变体从射电到X射线波段辐射的谱能分布(SED)可用抛物线函数近似拟合.若将该拟合所得拟合曲线近似视为耀变体的物理谱,分析费米(Fermi)耀变体的X射线辐射,则结果表明:耀变体的X射线辐射包含同步辐射和逆康普顿辐射2个成份,并可用该拟合线将X射线的同步辐射和逆康普顿辐射成份进行简单分离;源的同步峰频越高,其同步辐射成份越多,而其逆康普顿辐射成份越少;在X射线1 keV处,对于平谱射电类星体(FSRQ)、低同步峰BL Lac天体(LBL)和高同步峰BL Lac天体(HBL),其同步辐射成份占总辐射的比例分别为17%、27%和73%;同步峰频与X射线1 keV处同步辐射流量密度有强正相关,而与逆康普顿辐射流量密度无相关;在X射线波段,LBL的辐射机制与FSRQ的类似. 相似文献
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普遍认为内激波中电子的同步辐射是γ射线暴快速光变辐射的主要辐射机制,但理论预言与观测结果始终符合不好.确认在内激波中电子因辐射损失而快速冷却,分析指出以往研究中求得的快速冷却电子同步辐射谱只是一个粗略的结果,由数值计算求得单电子快速冷却时的精确同步辐射谱,从而用一个统一模型合理解释观测到的长γ暴低能谱指数α的分布,拟合α与vFv谱的峰值能量Ep之间的相关. 相似文献
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2008年秋天,3C 454.3在γ射线能段和光学波段呈现出非常大的爆发,在这次爆发过程中Fermi/LAT和SMARTS都对其进行了观测.通过对γ射线能段与SMARTS J及B波段在这次大爆发期间获得的光变数据进行细致的DCF分析发现:这段时期内3C 454.3的J波段光变落后γ射线光变大约2 d.在进行相关性分析过程中,对DCF做了稍许改进,得到一种改进的DCF-时间变换的离散相关函数(TDCF).TDCF的峰值在T=-1.66 d,无论是对TDCF取重心还是用非对称的高斯函数拟合,其结果都显示3C 454.3的J波段光变落后γ射线光变大约2d.FR/RSS Monte Carlo模拟结果也显示γ射线领先近红外(光学)光变.如果这个延时是由于电子辐射冷却产生的,那么逆康普顿散射的"种子"光子能量不能大于1.1 eV.这个延时也可能是由于辐射区域的大小不同引起的,2 d的延时反映了两个波段辐射区域的几何性质.高能与低能波段光变有较强的相关性证明这两个波段的辐射是由同一辐射区域产生的:γ射线辐射来自于辐射区域的内部,近红外辐射来自于包括γ射线辐射区域在内的更大区域.由于近红外的辐射区域大于γ射线辐射区域,引起光变的相对论激波传播到整个近红外辐射区域比传播到整个γ射线辐射区域所用的时间长;因此,观测到了J波段光变落后γ射线光变的现象.通过结构函数分析得到的两个波段的光变时标相差约2.5 d,这与大约2 d的延时符合得很好. 相似文献
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基于对数抛物线型电子分布,用单区、均匀同步自康普顿(Synchrotron Self-Compton,SSC)辐射模型计算BL Lac天体S5 0716+714的多波段能谱,并与Paggi等人的结果进行了比较.模型的计算结果与Paggi等人直接用δ函数近似得到的结果不同,导致该差异的主要原因可能是由于单电子同步辐射的δ函数近似丢失了电子的部分能量而影响逆康普顿散射结果.把该模型分别应用于Mark 421天体的高、中、低3种不同状态下的多波段观测结果,理论计算结果能与不同状态下的观测结果符合得很好.分析认为,观测到的Mark 421天体的不同状态可能是由于喷流内电子分布变化引起的. 相似文献
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本文研究包含正负电子对的双温吸积盘,正负电子对是通过非热的级联过程产生的.结果表明,对于轫致辐射盘和轫致辐射康普顿化盘,都存在一个临界吸积率.当吸积率小于临界吸积率时,盘结构有唯一的稳态解,大于临界吸积率则没有稳态解.我们求得了轫致辐射康普顿化盘的临界吸积率与α和ε_e的关系曲线.对于轫致辐射盘,电子对的影响可以忽略;而对于轫致辐射康普顿化盘,电子对的密度可达10~(-2)～10~3,电子对对盘的结构和光谱都有很大的影响. 相似文献