高斯过程对γ射线暴X射线光变曲线的分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 宋非凡
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| 答辩日期 | 2024-07-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 毛基荣 |
| 关键词 | γ射线暴 高斯过程 时间序列分析 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Analysis of Gamma-ray burst X-ray light curves by Gaussian process |
| 英文摘要 | 光变曲线的准周期震荡行为已经在许多高能天体物理现象中发现，例如在γ射线暴、快速射电暴、磁星巨耀发和X射线双星中。准周期震荡的分析为我们理解这些天体物理对象的动力学行为提供了新途径。在天体物理中常用周期图法分析光变曲线中可能存在的周期信号，然而传统的周期图法主要适用于同方差平稳的高斯数据，对大部分存在明显变化趋势的光变曲线，周期图的方法可能不能做出准确的分析。目前在γ射线暴的前兆辐射、瞬时辐射和X射线余辉中都有可能的准周期震荡信号的发现，这些准周期震荡信号有助于我们理解γ射线暴前身星系统和中心引擎相关的物理性质。因此，本研究专注于短γ射线暴的X射线光变曲线，分析其中可能存在的准周期震荡行为。本研究从Swift第三代目录中选择了15个短γ射线暴样本，并采用高斯过程方法对短γ射线暴样本的X射线光变曲线进行周期分析。相比于传统的周期图方法，高斯过程方法不要求时间序列数据具有同方差性和平稳性，因此γ射线暴X射线光变曲线这样随时间快速衰减的数据，更适合用高斯过程方法进行分析。为了与高斯过程方法的结果对比，Lomb-Scargle周期图方法也应用于周期信号的分析中。此外，本研究还对GRB 050724和GRB 060614的X射线光变曲线进行了更深入的时间分析，即采用了不同的高斯过程模型和加权小波Z变换对方法对这两个样本的X射线光变曲线进行了分析。研究发现，短γ射线暴样本的X射线光变曲线中存在的快速衰减的趋势并不影响高斯过程方法分析的结果，而Lomb-Scargle周期图的结果则显著受到趋势的影响。具体而言，扣除光变曲线中快速衰减的趋势后，高斯过程方法分析得到的功率谱密度，与其直接分析原始光变曲线得到的功率谱密度相比，几乎没有差异。而对于Lomb-Scargle周期图方法，扣除光变曲线中的趋势后，其分析得到的功率谱密度相较于分析原始光变曲线得到的功率谱密度，会变得更加平坦。这一对比说明，Lomb-Scargle周期图方法对趋势的敏感性较高。本研究还对比了不同高斯过程模型、Lomb-Scargle周期图和加权小波Z变换方法分析光变曲线的结果。这一对比不仅为理解各种方法的优劣提供了依据，也为未来研究活动星系核、γ射线暴或其他暂现源光变曲线中的周期信号提供了有价值的参考。对于周期分析的结果，在15个短γ射线暴样本中，仅在GRB 050724的X射线光变曲线中发现了一个可疑的周期信号。这一信号可能的物理起源包括磁星的地壳震荡、γ射线暴喷出物部分落回中子星表面并进行亚稳定核燃烧、或者具有进动的新生磁星的偶极辐射。然而，本研究并未断言GRB 050724的X射线光变曲线中的周期信号是真实存在的。在假设GRB 050724中的周期信号并非由于分析方法或者观测仪器原因引入的假周期信号前提下，本文对GRB 050724的X射线光变曲线中这一周期信号可能的物理起源进行了讨论。 |
| 学科主题 | 天文学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 0 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/28021]  |
| 专题 | 星系类星体研究组 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 宋非凡. 高斯过程对γ射线暴X射线光变曲线的分析[D]. 北京. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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