γ射线暴X射线耀发的研究进展

• 作者: 刘传玺 毛基荣
• 来源期刊: 天文学进展
• 学科: 地球科学
• 关键词: γ射线暴 X射线 辐射机制 非热辐射
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 页码范围: 82-95
• 页数: 14页
• 分类号: P145.2
• 字数: 9358字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-8349.2020.01.05

摘要

γ射线暴是宇宙中恒星尺度的最剧烈爆发现象.γ射线暴瞬时辐射结束后,进入余辉辐射阶段.X射线耀发是γ射线暴X射线辐射衰减过程中出现的短时标闪耀现象.X射线耀发的脉冲轮廓具有不对称性,其上升时标小于下降时标.在部分γ射线暴中,X射线耀发的亮度达到瞬时辐射的亮度.X射线耀发的持续时间与峰值时间具有线性关系.X射线耀发的光谱比X射线余辉的光谱硬.早期X射线耀发与晚期X射线耀发相比,其脉冲轮廓较窄,光谱较硬.X射线耀发产生的物理过程类似于γ射线暴瞬时辐射的物理过程.在火球(fireball)模型中,内部壳层之间发生碰撞,产生的内激波加速电子,电子的同步辐射产生X射线耀发.当火球扫过星际介质,外激波加速电子时,电子的同步辐射也可产生X射线耀发.在光球(photospere)模型中,能量耗散发生在光学厚的区域,热辐射的光谱峰值落在X射线能段附近,γ射线暴的喷流在光球半径处会产生X射线耀发.如果γ射线暴喷流由坡印亭能流主导,喷流就会与星际介质相互作用,磁场的不稳定性使磁场发生耗散,产生的能量形成X射线耀发.γ射线暴的喷流具有几何效应.一部分同步辐射可能发生在喷流辐射面的高纬度处.由于曲率效应(curvature effect),各向异性辐射与各向同性辐射相比,X射线耀发的峰值出现较晚.此外,在γ射线暴发生后,黑洞会间歇性地吸积外部介质.在吸积过程中,黑洞周围的磁场会调节吸积的速率和喷流中的能量,这是出现多个X射线耀发的原因.