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                      雲南天文台伽瑪暴偏振研究獲進展
                      2020-10-14  |  作者:  |  【  】 【打印】 【關閉

                        近期,英国《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)在线发表了中国科学院云南天文台博士研究生程康法和副研究员赵晓红等人的一项研究成果。该项研究给出了大尺度衰减磁场环境下伽玛暴同步辐射的偏振特性,并发现在大尺度的环形磁场模型下,偏轴观测的伽玛暴理论上都会在单脉冲内发生偏振面旋转九十度的现象。

                        伽瑪暴輻射區的磁場結構和伽瑪暴的輻射機制目前仍然不清楚。偏振可以作爲伽瑪暴輻射機制和輻射區磁場結構的重要探針,不同的偏振特性(包括偏振度,以及偏振度和偏振角的演化特征)往往預示著不同的輻射機制及不同的磁場結構。目前,伽瑪暴輻射區的磁場通常認爲有兩種可能的結構,一種是小尺度隨機磁場,這種磁場通常認爲是由等離子體中的一些不穩定性將激波面內的種子磁場放大後産生;另一種是大尺度的衰減磁場,這種磁場一般認爲起源于伽瑪暴的中心天體,隨著噴流物質被抛射出來,並隨著噴流尺度的增加而衰減。

                        在以前的伽瑪暴輻射機制和偏振研究中,爲了簡化,往往考慮磁場爲常數的情況。該篇文章研究了大尺度衰減磁場下伽瑪暴的偏振特性,並與常數磁場模型的偏振進行比較,給出了不同磁場模型下的偏振特性。

                        程康法等人計算了50-500keV能段內大尺度衰減磁場和常數磁場下伽瑪暴單脈沖內的同步輻射偏振。通過比較發現,對于視角小于噴流半張角的“正軸”觀測情形,大尺度衰減磁場下的時間平均偏振度(~0.6)高于常數磁場(~0.5)。

                        另外,时间分辨偏振的计算结果显示,环形磁场下单脉冲内视角大于喷流半张角的“偏轴”观测偏振度会从正值演化为负值,这意味着偏振面旋转了九十度,该结果与观测上一些伽玛暴的偏振面旋转相一致,比如GRB 170114A及GRB 160821A。

                        將來一些高精度伽瑪暴偏振探測器有可能觀測到伽瑪暴高精度偏振。利用這些偏振觀測,並結合我們的理論研究結果,我們將能夠更清楚的認識伽瑪暴輻射區的磁場結構,揭示伽瑪暴的輻射機制。

                        該項研究得到了國家自然科學基金和雲南省基礎研究計劃的資助。

                        論文鏈接

                        

                        

                        

                       
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