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威尼斯在线平台天体物理团队在高能天体爆发现象与宇宙学方面取得新进展

发布时间:2020-04-27文章来源: 浏览次数:

近期,威尼斯在线平台天体物理课题组在高能天体爆发现象、宇宙学和检验物理等效原理方面取得一系列最新进展,研究成果陆续发表在The Astrophysical JournalMonthly Notices of the Royal Astronomical Society 等国际权威天文学期刊。

1、针对近年来人类发现的第一例集引力波和电磁辐射于一体的引力波伽玛暴GW170817/GRB170817A喷流结构的前沿热点问题,课题组李秀娟博士及合作者对CGRO/BATSE数据库中100个短暴的光变进行了深入分析,发现多脉冲伽玛暴的第一个脉冲与单脉冲具有相似特征,提出两种规律性不同能道间脉冲演化序列,由低能到高能端脉冲从非对称到对称的脉冲演化模式可以对GRB170817A喷流结构与演化给予观测限制。目前该文章已正式在The Astrophysical Journal发表,博士生李秀娟为论文第一作者(Li, Xiu-Juan et al., 2020, 892, 113SCI二区Top)。

2、自从LIGOVIGO直接探测到黑洞合并引力波以来,对原初黑洞的研究又引起了广泛的兴趣。同时,它们作为暗物质的候选者之一对暗物质及早期宇宙的研究都有重要的意义。根据相关的理论,原初黑洞的霍金辐射会对宇宙微波背景辐射的各向异性(CMB)造成影响。反之,用CMB的观测可以对原初黑洞的相关性质如宇宙丰度进行限制。课题组杨玉鹏副教授用Planck卫星对CMB的观测数据(Planck 2015)对原初黑洞的宇宙丰度给出了限制,并进一步对相关尺度上的原初密度扰动功率谱给出了限制。为暗物质,原初黑洞及早期宇宙相关问题的研究提供了一定的借鉴。该研究论文已在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society发表(DOI10.1093/mnras/stz1148SCI二区Top)。

3、伽玛射线暴是高能天体研究领域的热点问题,而关于长伽玛暴的暴周环境类型的一直难以确定。伽玛暴的余辉辐射是由于火球壳层与外界物质的相互作用产生,因此由伽玛暴余辉辐射来研究伽玛暴的暴周环境类型是一个很好的切入点。GRB 161017A是一个特殊的伽玛暴,其光学余辉呈现了特殊的鼓包特征,该部分是外激波-正向激波所产生的,而其鼓包正是火球减速特征。我们根据正向激波模型,限制出环境指数k=0.74,说明了该伽玛暴的前身星既不是均匀介质也不是典型的星风环境。这意味着伽玛暴的前身星在星风损失方面出现异常,特别是大质量恒星在晚期的演化阶段出现异常。相关成果发表于International Journal of Modern Physics D上(DOI: 10.1142/S0218271820500431, 2020SCI三区),2019级硕士研究生周琪琪为论文第一作者,仪双喜副教授为通讯作者。

同时,我们还详细研究了类似于GRB 990123的光学余辉。GRB 990123的光学余辉比较特殊,是呈现快上升和快下降的“光学闪”,这个特殊的样本是由反向激波扫过火球壳层所产生的。因此我们搜集类似于该余辉的样本,共搜集到11个,然后结合伽玛暴反向激波辐射理论,限定其暴周环境,所得到的结论和之前利用正向激波限定的结果吻合,这也说明了伽玛暴的暴周环境可能比较多样性。目前该文章已正式被The Astrophysical Journal接收(The Bright Reverse Shock Emission in the Optical Afterglows of Gamma-ray Bursts in a Stratified Medium2020SCI二区Top),仪双喜副教授为第一作者和通讯作者。

4、爱因斯坦等效原理(EEP)是广义相对论的基础,也是引力理论的基石。我们采用了Blazar 3C 279的多波段射电偏振数据,通过一种新的方法,分别考虑了Shapiro时间延迟和法拉第效应,来限制了爱因斯坦等效原理,该方法严谨可行,科学性强,通过该方法限制的结果也更为精确,为我们更详细的研究和检验物理原理提供了参考依据。该研究论文得到了审稿人的赞赏,现已在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society正式发表,(DOI10.1093/mnras/staa3692020SCI二区Top, 仪双喜副教授为第一作者和通讯作者。

另外我们还对大质量恒星被黑洞潮汐瓦解事件(TDESwift J 1644+57展开研究,验证了这一现象是典型的TDE事件,通过详细分析其0.2-10 keV光变曲线,我们发现该样本的X射线余辉中出现明显的“准周期震荡”现象,结合我们的理论模型,为研究黑洞吸积及其相关活动提供了参考。该结果已在Research in Astronomy and Astrophysics发表(SCI二区,20202018),仪双喜副教授为通讯作者。

上述工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和山东省创新团队的资助。威尼斯在线平台天体物理课题组现有天文专业教师共4名,其中教授1名、副教授2名和讲师1名。主要研究方向包括高能天体物理、射电天文学、宇宙学、黑洞物理、暗物质及暗能量等。2019年天体物理课题组获批山东省天文科技创新人才团队,彰显了威尼斯在线平台天文学研究在省属高校的领先地位。

关闭 打印责任编辑:易文才

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