如果您无法下载资料,请参考说明:
1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币
2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费
3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开
引言标准模型:theFireballModel然而,同步辐射(和逆康普顿散射)机制面临困难,与观测矛盾。例如:1.关于伽玛射线谱。为何观测的伽玛射线谱总是折断的幂律形谱?Stern&Poutanen2004,MNRAS2.特别是,其中有‘死线问题’。即伽玛射线谱低能部分的谱指数问题。Preece1998,2000,ApJ;Lloyd-Ronning&Petrosian2000,ApJ同步机制要求:低能谱(即上升谱部分)很平。谱指数必须满足条件(或光子谱指数)。而观测谱指数常常明显大于1/3,很陡!!!观测中GRB的rays能谱(Schaeferetal.1992,ApJ)3.观测到偏振(Willisetal.2005A&A;Coburn&Boggs,2003,Nat,423,415;Kalemcietal,2007;ApJ)GRB021206:伽玛光子的线偏振度高达(8020)%?4.Amati关系:(Amati,2006,MNRAS,372,233;2002,A&A,390,81;Yonetokuetal.,2004,ApJ,609,935;Sakamotoetal.,2004,ApJ,602,875)Fig.25.能量转换效率很低.(Piran1999,Phys.Rep)中间过程多.复杂链条:并合形成火球(引力能释放)—火球膨胀形成抛射(内激波)—内激波碰撞形成相对论电子—同步辐射或逆康普顿散射形成X-射线—多普勒移动,形成rays.链条中,多少引力能转换成最终的rays?我们建议:II.共振逆康普顿散射(RICS)及其在GRB中的作用iv).它产生的ray辐射应当是偏振的,用以说明观测;v).可以容易地复制出观测到的折断的非热幂律谱,且不求助于复杂的假定;vi).最后,它能够解释Amatirelation的物理本质,容易由它导出统计关系以下论证:RICS机制满足以上条件。2.2RICS物理概说:相对论电子在强磁场中力学运动特点:在电子静止参考系ERF中(对散射做理论处理方便)散射截面与频率的关系,细说:先说非共振的逆康普顿散射如果,非共振散射和普通的,没有磁场时的逆康普顿散射其实无区别。因为此时严格的QED理论给出的散射截面。反之,如果,非共振散射实际已不存在,因为QED给出。此时,散射被‘磁冻结’了。大量的低频光子时是无用的‘垃圾光子’。这说明普通逆康普顿散射在强磁场中变得很不重要。磁冻结:磁场太强,低频光子扰动不了被束缚很紧的电子。再说共振的逆康普顿散射如果在电子静止参考系ERF中,入射光频率特别是当,则有共振的逆康普顿散射。记为RICS,用以区别共存的ICS。RICS性质特殊,很重要。因为QED共振截面,亦即具有极高的辐射效率。例如:,。因此,若周边有足够多能共振吸收的光子(即满足匹配条件),电子会很快耗尽能量变成辐射。许多学者对此工作有贡献,Herold,Dermer,Daughty&Harding,Gonither,乔国俊,夏晓阳,吴鑫基,邓劲松等。我们的贡献:1.把强磁场逆康普顿散射分解,共振和非共振,分别处理,根据:两部分物理性质很不同,出现的频段也不同。见上述图(严格论证了:强磁场中,共振部分远比非共振部分重要)2.不用QED,改用经典Quantum用半量子的共振散射截面(含时微扰论)代替复杂的QED截面,精确一致。而所得RICS诸公式,数学大为简化,RICS物理更加清晰,便于实用。RICS的基本公式2.共振条件由图可见,RICS谱有很好单色性——在最大散射频率(or)处,有尖锐极大!并有延伸到的弱的‘尾巴’。所以,常用‘准单色近似’,。2.3.RICS机制应用在GRB研究中的优越性由(1)式得到,电子沿磁轴方向单位路程的能量损失为(2)故(3)由此得特征路程为(4)由(4)式可见,在一般周边软光子场中,特征飞行距离都非常小。例:在中子星表面附近,存在黑体辐射场,温度为取典型值,。则按Planck公式,频率处的共振强度为,从而。特征路程惊人的短!!沿磁轴方向,穿过极短的路程,电子即耗尽其动能,全变成RICS辐射!!RICS的高效率令人意外!!!高效率保证了一种可能性:RICS机制在ray波段产生的辐射总能量足以达到与GRB观测值相比较,。以下给出论证,能量估计:在流行的火球模型中,引力能释放来自‘吞没’和大质量星的‘坍缩’。,引力能大部分由典型温度为的中微子气体带出(Ruffertetal.1997,A&A)。中微子对将做两件事:a.由于中微子气体的高压,结合中子星强偶极磁场的定向作用,会形成喷流,内、外激波。b.对的湮灭会形成大量相对论电子对,