R-模式引力波辐射及其电磁对应体

论文摘要

自从人类首次同时探测到双中子星合并产生的引力波及其电磁对应体,天体物理学进入了一个新纪元时代。她的出现使人类不仅可以看见宇宙而且可以聆听宇宙的声音,人类又多了一项探索宇宙的钥匙。然而双中子星合并后的产物是什么,仍然困扰的当代天体物理学界。本论文从假设双子星合并的产物是超大质量的磁星下展开一系列的研究。在过去的几十年中,中子星的r-mode不稳定性的研究已经取得了非凡的成就。自从人们发现引力波可以通过CFS机制驱动旋转的中子星的r-mode不稳定以来,r-mode引力波辐射就广泛的引起天体物理学家的注意。我们通过假设磁星中也存在r-mode的不稳定并且作为短伽玛暴的中心引擎的话。当磁星的大量旋转能被r-mode引力波辐射带走后,我们将在短伽玛射线暴的光变曲线中看到怎样的现象?这可能有助于我们理解中子星的内部和伽马射线暴的物理,以及判断双星并合产物是什么?考虑r-mode引力波辐射在早期主导磁星的自旋变慢,而磁偶极辐射在晚期主导磁星的自转变慢并且假设磁星角演化比较剧烈的情况下,我们从理论上得到了伽马射线暴的光变曲线。我们发现短暴GRB 090510的X-ray的光变曲线与我们的理论模型预言的是一致的,这意味着我们有理由相信双中子星的合并产物是超大质量的磁星并且暗示了 r-mode不稳定可能在合并产物中扮演重要的角色。本文也讨论了关于r-mode引力波的可探测性,我们发现引力波天文台aLIGO目前还无法直接探测到这种类型的引力波,除非在小于1Mpc的距离才有可能探测到这种类型的引力波。基于前面研究的结果,我们也探讨了磁星的大量的旋转能被r-mode引力波辐射带走后可能导致磁星坍缩成一个新生黑洞的结果。这时候一些恒星包层物质可能回落吸积到黑洞上并且驱动外流注入到伽马暴和超新星中,那么相应伽马暴的光变曲线中可能会有凸起并伴随超新星的观测。我们发现GRB 111209A及与其成协的高光度超新星SN 2011kl可以在此理论框架下同时得到较好的解释。另外利用GRB 111209A的塌缩时间,我们尝试限制了中子星的状态方程。本论文也通过利用Fermi卫星和Swift卫星的数据研究了伽马射线暴的辐射效率以及限制了伽马暴的喷流中的微观物理量。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 林杰

导师: 陆睿静

关键词: 磁星,引力波辐射,伽马射线暴,超新星,辐射机制

来源: 广西大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 广西大学

分类号: P142.84

总页数: 90

文件大小: 6697K

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