博士论文-硬X射线天文和辐射机制的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈玉鹏
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李惕碚 ; 张澍 |
| 关键词 | X射线天文 X射线双星 I 型X射线暴 未认证X射线源 blazar |
| 学位专业 | 粒子物理与原子核物理 |
| 中文摘要 | 硬X射线调制望远镜（HXMT）是我国自主研制的第一颗天文卫星，定于2011年前后发射，将实现我国空间天文卫星零的突破，对促进我国天文学，尤其是X射线天文学的发展具有非常重要的意义，将会在黑洞等高能天体领域取得突破性进展。本文作者利用已有的国外硬X射线卫星数据先行就HXMT的可能科学目标进行分析，展开与HXMT相关的硬X射线天文研究。; 迄今为止，X射线卫星共发现硬X射线源~$\sim$1000~颗，主要分为三类：X射线双星（XRB），活动星系核（AGN），未认证硬X射线源（Unclassified Hard X-ray Source，简写为UHS）。本文选取了比较有特点的几个硬X射线源，通过分析其能谱、光变等信息，研究硬X射线爆发演化、辐射机制等问题。; X射线源中最亮的是距离我们最近的X射线双星系统。我们在对~2005~年发现的小质量X射线双星~IGR~J17473-2721~的RXTE数据分析时，观测到其从低硬态到高软态，再到低硬态，最后回到平静态的整个演化过程。更重要的是，在高软态之前，此系统维持在低硬态长达~2~个月。说明在这段时间里，伴星通过吸积盘稳定的提供了吸积物质，吸积盘的蒸发和向内流动达到平衡，这是继黑洞双星~GX~339-4~后，首次发现中子星系统也能在长时间里维持在低硬态。 在研究~IGR~J17473-2721~长期光变和能谱的同时，我们分析了本系统中的~18~个~I~型X射线暴，发现其中~3~个暴具有光球扩展现象，更好的定出了距离。暴的持续时间和爱丁顿率正相关，这是由参与核燃烧的物质组成决定的。并以~0.05~个爱丁顿率为分界点，在~$\tau-\gamma$~图上分为两条平行的直线，每条直线都以光球扩展暴结束。在暴发过程，最后几个暴的黑体辐射流量和黑体半径反相关。在对~2009~年~9~月~INTEGRAL~发现的新源~IGR~J17511-3057~的RXTE数据分析时，发现的~6~个~I~型暴中也出现了类似的现象，并根据流量最高的暴给出了距离的上限。上述现象给我们提供了研究暴演化的更多线索。; 对于黑洞双星系统，由于黑洞比中子星少了硬表面，没有磁场，其观测现象也就简单一些。我们在对~IGR~J17098-3628~的INTGRAL硬X射线和RXTE软X射线的观测数据分析时，发现硬X射线的爆发较软X射线的爆发早了大约两天，类似于~XN~1124-683~等X射线新星，且在高态是能谱很软，具有小质量X射线黑洞双星的特点。一般认为是吸积率决定了黑洞双星态的转换，但具体是多高的吸积率一直是天文学家感兴趣的问题。在~H~1743-322~的~2009~ 年的爆发中，爆发最强时硬度却不是很软，与此源的其他爆发的高软态和其他黑洞双星的高软态相比较硬。我们通过分析其能谱和光变，发现此次爆发的顶点刚刚步入高软态，并且恰好在热成分和非热成分相等时，此时光度为~0.1--0.2~倍的爱丁顿光度。; 双星系统中的致密星只有几倍的太阳质量，而对于具有超大质量（$>10^{6}M_{\bigodot}$）黑洞系统的活动星系核而言，其观测性质较双星系统有很大不同。就高红移FSRQ和引力透镜源~PKS~1830-211，结合XMM-Newton、INTEGRAL、COMPTEL\和EGRET的观测数据，我们给出了最新的宽波段能谱，能谱分布图（spectral energy distribution，SED）上鼓包大约在~1~MeV附近。其~20--250~keV的能谱，在低能段出现能谱偏折，低能光子减少，可能是由于外康普顿辐射成分在低能段的内禀弯曲。在引力透镜效应的框架下，我们对其宽能段的能谱结果进行了讨论。; 上述双星都是暂现源，只有在爆发时才能观测得到，并且显著性很高，而对于一些显著性较低的弱源，其属性就很难确定。我们尝试对INTEGRAL观测到的两未认证源： ~IGR~J16460+0849~和~IGR~J19405-3016，结合INTEGRAL和Swift的观测，进行了研究，对其属性给出了限制。 |
| 学科主题 | 粒子物理与原子核物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209696]  |
| 专题 | 硬X射线调制望远镜卫星 粒子天体物理中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈玉鹏. 博士论文-硬X射线天文和辐射机制的研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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