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2009十大進(jìn)展05

 水共山華 2015-01-08

2008年3月19日,,美國(guó)宇航局Swift衛(wèi)星 探測(cè)到一個(gè)來(lái)自牧夫座方向紅移約為1.0的 極強(qiáng)的 伽瑪射線暴,其光學(xué)波段的 輻射最亮?xí)r達(dá)5.3星 等,,在爆發(fā)的 短短幾十秒之內(nèi)肉眼都能看到(多波段長(zhǎng)時(shí)標(biāo)光變曲線見(jiàn)圖一),。這個(gè)暴在全世界引起了廣泛的 興趣和注意,。紫金山天文臺(tái)吳雪峰博士是研究該暴的 Swift理論組負(fù)責(zé)人,,并且是這個(gè)暴的 “雙成分噴流”模型的 主要提出者。相關(guān)研究成果在《Nature》上以“article”的 形式發(fā)表(Racusin, J. L., Karpov, S. V., Sokolowski, M., Granot, J., Wu, X. F., et al., 2008, Nature, 455, 183),。

 

 

圖一,、“肉眼”伽瑪暴GRB 080319B從爆發(fā)直至爆后1個(gè)多月的 多波段光變曲線,以及“雙成分噴流”模型示意圖(Racusin et al., 2008, Nature, 455, 183),。

“雙成分噴流”模型在GRB 080319B發(fā)現(xiàn)之前被提出并解釋一些反常光變曲線(如Huang, Y. F., Wu, X. F., Dai, Z. G., Ma, H. T., & Lu, T., 2004, ApJ, 605, 300),,但之前人們沒(méi)有直接看到一個(gè)余輝光變曲線中存在2次噴流拐折。根據(jù)對(duì)多波段觀測(cè)數(shù)據(jù)的 分析我們認(rèn)為GRB 080319B的 噴流包含一個(gè)張角為0.4o的 超快窄成分,,外面還存在一個(gè)張角大,、能量相對(duì)較小的 寬成分。寬成分與Swift衛(wèi)星 以及其它衛(wèi)星 以往探測(cè)到的 伽瑪暴噴流別無(wú)二致,。也許每一個(gè)伽瑪暴都有一個(gè)窄成分,,但對(duì)于絕大部分的 伽瑪暴,天文學(xué)家們都無(wú)法探測(cè)到,。窄成分必須嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)地球才能被探測(cè)到,,這樣的 概率幾乎每10年才有一次,。目前該工作已被引用90余次,。

2008年9月16號(hào), 美國(guó)宇航局Fermi伽瑪射線大面積空間望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到來(lái)自紅移4.3處的 伽瑪暴GRB 080916C,并捕捉到來(lái)自該暴的 14個(gè)能量高于GeV的 伽瑪光子。吳雪峰在Fermi組最先意識(shí)到利用該暴能量為13 GeV的 高能光子的 到達(dá)時(shí)間滯后(約16秒)來(lái)檢驗(yàn)一些量子引力模型和洛侖茲對(duì)稱性破缺的 重要性,,并負(fù)責(zé)計(jì)算了量子引力能標(biāo)的 下限,,僅比普朗克能量(1.22x 10^19 GeV)低一個(gè)量級(jí),結(jié)果以“Research Article”發(fā)表在《Science》雜志(Abdo, A. A. et al., Science, 323, 1688 - 按作者姓氏首字母排序),。該工作目前已被引用80余次,。

幾個(gè)月后,F(xiàn)ermi衛(wèi)星 在2009年5月10號(hào)探測(cè)到來(lái)自紅移0.9處的 短時(shí)標(biāo)(持續(xù)時(shí)間小于2秒)伽瑪暴GRB 090510,。吳雪峰和他的 合作者利用該暴一個(gè)能量為31 GeV的 光子到達(dá)時(shí)間滯后(小于0.86秒),,得到線性洛侖茲破缺所對(duì)應(yīng)的 量子引力能量比普朗克能量還大,從而排除了洛侖茲對(duì)稱性線性破缺的 可能性,,證明了愛(ài)因斯坦在狹義相對(duì)論中提出的 洛侖茲不變性的 假設(shè)是正確的 ,,結(jié)果以“Letter”形式發(fā)表在《Nature》雜志(Abdo, A. A. et al., Nature, 2009, 462, 331)。

此外,,我們用有進(jìn)動(dòng)的 吸積盤所產(chǎn)生的 非同軸雙成分噴流模型也可以很好地解釋GRB 060206這個(gè)暴特殊的 余輝光變曲線(Liu, X. W., Wu, X. F., & Lu, T., 2008, A&A, 487, 503),,研究了有徑向結(jié)構(gòu)的 伽瑪暴噴流其早期余輝的 行為(Liu, X. W.Wu, X. F.,,Lu, T.,,2009,RAA,,9,,911),,以及計(jì)算了軟伽瑪重復(fù)暴的 超巨耀發(fā)對(duì)高能中微子和宇宙線的 背景輻射的 貢獻(xiàn)(Liu, X. W.Wu, X. F.,,Lu, T.,,2010,NewA,,15,,292)。

  申請(qǐng)人之一吳雪峰因伽瑪暴X射線耀發(fā)的 理論分析工作獲2008年度COSPAR(國(guó)際空間研究委員會(huì))“青年學(xué)者杰出論文獎(jiǎng)(Outstanding Paper Award for Young Scientists)”(見(jiàn)http://cosparhq./Awards/awards.htm),。吳雪峰和他的 合作者在2009年11月舉辦的 Swift衛(wèi)星 上天5周年慶祝大會(huì)(Swift Mission Conference: Celebrating 5 Years)上獲得 “最佳展報(bào)獎(jiǎng)”,。吳雪峰于2009年8月參加在巴西里約熱內(nèi)盧召開(kāi)的 第27屆國(guó)際天文學(xué)大會(huì),并應(yīng)邀在第7聯(lián)合討論分會(huì)上作了“Jets in gamma-ray bursts”的 口頭報(bào)告,,2009年9月應(yīng)美國(guó)科學(xué)院科學(xué)委員會(huì)之邀參加在昆明舉行的 第12屆中美前沿科學(xué)研討會(huì),,并作為本屆研討會(huì)“伽瑪射線暴”主題的 中方演講人作了關(guān)于“Gamma-ray bursts in the Swift and Fermi era”的 口頭報(bào)告。 

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