伽玛暴辐射成份及其演化特征研究

This project is going to analysize in detail the observation data from the Swift and Fermi Gamma-ray space telescopes, especially for the LAT Low-Energy (LLE) data, based on the platform of the GXU-NAOC Center for Astrophysics and Space Sciences, with the purposes of investigating the spectral components in Gamma-ray Bursts (GRBs) and their evolution features, which may give one a clue discovering the radiation mechanism and radiation zone producing these spectral componets. The project will carry out with the six parts of research contents as following: 1. Compiling a LLE sample 2) Broad band joint spectral analysis on Fermi GRBs (GBM+LLE+LAT）, paying more attention on the characteristis of the spectra in MeV-GeV energy band. 3) investigating the relationship between X-ray excesses and Mev-GeV excesses. 4) investigating the characteristics of the energy dependence of the spectral lag and its physical origin. 5) investigating the characteristics of high energy emission during X-ray flare. 6) Constraining the physical parameters of fireball model by LAT emission during the forward-shock afterglow.

本项目将以广西大学-国家天文台天体物理和空间科学研究中心的研究平台为依托，用Swift 和Fermi观测数据，特别是LLE数据，对理论模型进行限制，揭示伽玛暴谱成份及其演化特征所隐含的辐射机制和辐射区信息。本项目将按照以下6个方面的研究内容来展开实施：1.编写软件处理LLE数据，建立一个LLE观测数据样本。2. GBM+LLE+LAT 宽能段联合谱分析研究伽玛暴在MeV-GeV能段的谱。 3. 伽玛暴的软X射线超与MeV-GeV超的关联性。 4.伽玛暴能谱延迟能量依赖分析及其物理起源。 5. X射线耀发期间的高能行为。 6.外激波的高能余辉辐射对火球模型的限制。

本项目在Swift和Fermi卫星观测到伽玛暴数量的日益增多，特别是LAT-LLE高能数据的刚刚释放时机，充分利用我们在数据分析和统计研究方面的技术优势，编写软件处理子程序，建立了一个包括LAT-LLE观测数据的完整的宽波段样本数据库，目的在寻找观测线索来甄别伽玛暴中心引擎、喷流的成份构成以及产生这个暴的辐射机制。取得的主要成果有：.1.发现了伽玛暴洛伦兹因子、峰值光度和峰值能量之间存在着一个极其紧密的相关关系；2. 揭示了伽玛暴中心引擎活动长时间行为，且喷射物洛伦兹因子是长时标演化的；3. 观测统计表明，伽玛暴的热辐射成分所占的比例较小，喷流仍然是磁能主导；在个别暴，如GRB160625B中，发现了从火球光球层热辐射主导到内激波加速电子的非热辐射主导的转变；4. 统计分析表明，可能存在源于两种不同中心引擎的两类短暴；5. 统计分析表明,还没有足够证据表明伽玛暴光度是宇宙学演化的；6.伽玛暴谱延迟可能起源于谱演化；7.提出了对未证认光学类型的耀变体进行统计分类的新方法。伽玛暴紧密的三参量经验关系对伽玛暴光学观测及其伽玛暴宇宙学应用有着重要的意义。