双致密星并合事件与快速射电暴相关性研究

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双致密星并合过程的研究在双黑洞并合的引力波以及双中子星并合的引力波发现之后,被推上了高能天体物理研究的前沿。特别是GW170817及其电磁对应体的发现,不仅直接证明了双中子星并合是短暴的起源之一,同时标志着引力波和多波段电磁信号多信使研究的开始。这是一个崭新的天文学研究的新时代。短暴的致密双星并合起源很早之前就提出,而统一动力学余辉模型很好的解释了短暴之后余辉的辐射特征。数值模拟的结果显示双中子星或者中子星-黑洞系统在并合过程中都会有部分动力学抛射物抛射出来,这部分抛射物在通过快中子俘获反应之后产生放射性物质给抛射物自身供能,产生千新星(Kilonova)。这些电磁辐射在GW170817双中子星并合引力波事件中都有得到观测的验证。快速射电暴(FRB)作为一个年轻的高能天体物理暂现现象,其爆发机制我们还并不清楚。其观测上表现出时标极短~ms,流量密度极高~Jy ms,这很容易让人联想到可能为致密星起源,并提出了很多模型来解释FRBs的产生。科学家们在寻找FRBs其他波段电磁对应体的问题上做了很多的努力,FRB 150418曾被认为在其爆发后2小时到6天的时间里观测到了5.5 GHz和7.5 GHz波段的辐射,但很快被后续的观测否定,认为后续的射电辐射其实是来自于活动星系核的活动,所以第一次寻找FRBs的电磁对应体是以失败告终。而FRB 131104/SwiftJ0644.5-5111疑似成协事件将伽玛暴和快速射电暴联系在一起,虽然在FRB 131104的观测天区也观测到了活动星系核的活动,但是并没有排除FRB 131104/S wift J0644.5-5111有共同起源的可能。这篇文章,我们主要讨论了致密双星并合事件与FRBs之间存在相关性的可能。在第一章我们简单介绍了双致密星并合产生的多波段电磁辐射。第二章我们介绍了快速射电暴的分类,主要分为非重复快速射电暴和重复快速射电暴,并且重点介绍了双中子星并合产生FRBs的模型和黑洞-中子星并合产生FRBs的模型。第三章,我们用统一动力学余辉模型来研究FRB131104/Swift J0644.5-5111疑似成协事件的环境参数,但是由于没有观测到除了伽玛射线以外其他波段的电磁对应体,我们只能用各个探测器的探测上限来限制FRB 131104的环境参数,并且在一定程度上给出了 FRB 131104起源于黑洞-中子星并合的可能性。在第四章,我们做了简单的关于致密双星并合问题的探讨和展望。
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