【摘 要】
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双致密星并合（例如双中子星、中子星与黑洞和双黑洞并合）,是宇宙中引力波辐射的重要来源。对于双中子星并合,除了产生引力波辐射,还会产生多波段的电磁波辐射,例如短伽马射线暴、千新星等;对于双黑洞并合,一般认为几乎不会产生任何电磁辐射;中子星和黑洞并合比较特殊,当中子星潮汐瓦解半径大于黑洞最内稳定圆轨道半径时,中子星会发生潮汐瓦解,随后被瓦解的物质碎片会被黑洞吸积或者向外运动,进而产生电磁辐射,当中子星
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双致密星并合（例如双中子星、中子星与黑洞和双黑洞并合）,是宇宙中引力波辐射的重要来源。对于双中子星并合,除了产生引力波辐射,还会产生多波段的电磁波辐射,例如短伽马射线暴、千新星等;对于双黑洞并合,一般认为几乎不会产生任何电磁辐射;中子星和黑洞并合比较特殊,当中子星潮汐瓦解半径大于黑洞最内稳定圆轨道半径时,中子星会发生潮汐瓦解,随后被瓦解的物质碎片会被黑洞吸积或者向外运动,进而产生电磁辐射,当中子星潮汐瓦解半径小于黑洞最内稳定圆轨道半径时中子星会被黑洞整个吞并,不产生任何电磁辐射。本文研究了两个与双致密星并合的电磁辐射相关的工作。第一个工作主要针对GRB 201221D展开,它是一个短时标（T90～0.1s）、高红移（z=1.046）并且可能起源于双致密星并合的事件。我们系统分析了Swift/BAT和Fermi/GBM的观测数据,发现该暴的能谱可以用cutoffpower-law模型很好地拟合,其峰值能量Ep=113-7+9keV和各向同性能量Eγ,iso=1.36-0.14+0.17×1051 erg。我们采用不同分类标准探究该暴的物理起源,例如Amati关系、ε-参数、振幅参数、局域事件率密度、光度函数、寄主星系性质等。分析结果表明双中子星并合可以解释GRB 201221D大部分的观测性质。此外,我们发现该暴喷流的辐射区域在瞬时辐射阶段经历了加速过程,并且辐射区域相对中心引擎的距离约为1016 cm,远远大于光球层和内激波模型预测的距离,但和内部碰撞所引起的磁重联和湍流（ICMART）模型预言的结果相符,所以我们认为该暴的喷流可能是坡印廷能流主导,这和双中子星并合模型预测的结果一致。第二个工作是限制带电黑洞和中子星组成的系统中黑洞带电量。近期LIGO和Virgo探测到两例来自黑洞和中子星并合的引力波事件,GW200105和GW200115。然而在这两例事件的后随观测中均没有得到确切的引力波电磁对应体,只有一些可能和这两例引力波事件相关的光学候选体。我们假设黑洞带有一定量的电荷,并通过可能和带电黑洞-中子星系统相关的电磁辐射去约束黑洞带电量。带电黑洞和中子星在旋近过程中会产生电偶极和磁偶极辐射,这些辐射的能量通过坡印廷能流向外传播,随后能流中的磁能通过磁重联过程加速电子,最终被加速的电子通过同步辐射过程产生可观测电磁辐射。该工作首先研究了电偶极和磁偶极辐射能量转移到不同波段辐射的效率,结果表明X射线波段的能量转换效率远远大于光学、紫外和射电波段;其次限制了黑洞带电量,当中子星的表面磁场强度Bp（?）1015G和自转周期P＞1 ms时,GW200105和GW200115事件中黑洞带电量的最大值分别为1.16 × 1029 esu和5.36 × 1028 esu。
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