短时伽玛射线暴和引力波电磁对应体的研究

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自1975年Hulse-Taylor双星的发现以来,天体物理学家们一直认为双致密星并合可以产生出伽玛射线暴。而自1997年以来,通过长暴的余辉观测,人们确认了长暴与超新星成协,从而认证了长暴起源于大质量恒星的坍缩。直到2017年8月,Advanced LIGO与Advanced Virgo通过对引力波暴GW170817的观测,才终于确认了双中子星并合可以产生出短暴,这个短暴被命名为GRB170817A。尽管对于这个短暴的研究进行的如火如荼,关于其瞬时辐射的起源、喷流结构以及并合后产物等问题还没有被完全探明。基于已有的观测与讨论,我们开展了两个工作对GRB170817A以及其它的短暴进行了分析。首先,结合GRB 170817A起源于双中子星并合以及其跟随其后的千新星辐射,我们选择了GRB 130603B与GRB 170817A进行对比分析。GRB 130603B的观测报道表示其可能与千新星候选体成协,这意味着它可能也来自于双致密星并合(双中子星或是中子星黑洞)。在将其限制在40 Mpc处并将其喷流偏轴至13°(与GRB 170817A相同)后,我们发现其伽玛波段瞬时辐射由于偏轴观测的效应而变得非常弱以至于无法被仪器观测到,而其多波段余辉在偏轴之后则出现了很长时间的延迟(约11至34天),而且流量高于探测仪器的阈值,可以被观测到。我们还使用了双成分喷流模型对GRB 170817A的多波段余辉进行拟合,对比两个暴的拟合参数,我们发现它们并不怎么相似,暴周介质数密度的巨大差别意味着两个暴处在不同的环境之中,并可能有着完全不同的前身星系统。其次,我们对Fermi/GBM与Swift/BAT联合观测到的短暴样本进行了分析。结合GBM足够宽的探测能段和BAT对暴的快速响应以及准确定位,我们使用了 Bayesian Block算法对两个仪器观测的光变进行了识别,并对相应时间段的谱进行了拟合。其中低能段的谱指数分布显示出短暴的谱的确比长暴要硬,而谱峰值能量的分布则显示出了类似双峰分布的特征,峰值分别为约145keV以及约741 keV。这些结果与对BATSE短暴样本分析的结果基本相符。我们对有红移的短暴子样本的各向同性能量以及各项同性峰值光度的分析,结果表明子样本中不能确认经验关系的存在。并且,我们使用Type Ⅰ与Type Ⅱ的分类方法对有红移的短暴进行了分类,结果表示它们都符合双致密星并合的起源。GRB170817A因为其独特的瞬时辐射观测,在以上分析中没有发现有与其相似的短暴。
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