一、CygX-1高态中短暴性质的研究（论文文献综述）
穆慧君[1]（2019）在《利用X射线耀发研究伽玛射线暴的中心引擎机制》文中研究指明伽玛射线暴（简称伽玛暴）是宇宙中最猛烈的爆发现象,根据其持续时间和硬度比,可以分为两类:长/软暴（起源于大质量恒星的坍缩）和短/硬暴（起源于双致密星的并合）。伽玛暴中心引擎通常认为可能是恒星级黑洞超吸积系统或者毫秒磁星。由于这两类中心引擎可以满足大多数的观测限制,很难直接从观测数据来区分出其中正确的一类。Swift/XRT开启了伽玛暴研究的新时代。X射线余辉中来自中心引擎活动产生的X射线耀发,可以揭示中心引擎的一些特征。本论文主要分为七个章节来阐述。第二章至第五章中,我们主要利用X射线耀发的观测特征来限制伽玛暴的中心引擎。第六章阐述了我们搜寻伴星为巨星的黑洞候选者的方法及结果。分别介绍如下:在第一章中,我们介绍了相关的背景知识。内容包括目前伽玛暴研究中存在的主要问题,中微子主导的吸积流作为伽玛暴的中心引擎,X射线耀发的分类和起源及黑洞双星。在第二章中,该工作主要关注7个有极晚期（爆发时间晚于104秒）X射线耀发的伽玛暴,其中两个耀发来自于中心引擎的活动,我们在内耗散起源的假设下研究了这些极晚期耀发的中心引擎。在黑洞超吸积的框架下,我们进一步研究了两种目前比较公认的产生耀发的机制:中微湮灭机制和Blandford-Znajek机制。我们的分析结果显示,湮灭的光度要远低于观测结果,因此不能用中微子湮灭机制来解释这些耀发。对于BZ机制,如果考虑了外流的影响,质量的内流率就会很低,以至于磁场无法得到有效堆积,进而无法解释观测到的X射线耀发。我们认为,对于中心引擎起源的极晚期耀发,其中心引擎不大可能是黑洞吸积系统,而可能是快速旋转的强磁场中子星系统。在第三章中,我们认为具有中心引擎起源的明亮X射线耀发的短暴,它们的中心引擎可能是黑洞-中子星并合。因为黑洞-中子星并合具有更多的回落物质,因此能产生比双中子星并合更大质量的吸积盘。通过系统搜寻Swift/XRT的观测数据,我们筛选出了49个短暴。发现其中有3个短暴有明亮的X射线耀,并且其中两个短暴的3个明亮耀发来自于中心引擎的活动。我们认为这两个短暴起源于黑洞-中子星并合而非双中子星并合。未来的advanced LIGO和Virgo等引力波探测器,可以帮助检验这种中心引擎驱动的明亮X射线耀发和黑洞-中子星并合事件之间的联系。在第四章中,我们比较了明亮X射线耀发在有观测到超新星成协和没有观测到超新星成协的两类z<1伽玛暴样本中的发生率。我们发现具有早期Swift/XRT后续观测并与超新星成协的18个伽玛暴（定义为样本Ⅰ）中,只有两个源有明亮的X射线耀发。为了比较,我们定义了样本Ⅱ:有早期的Swift/XRT的后续观测且红移小于1,同时没有观测到到超新星成协的长暴,该样本中有45个暴,其中16个源有明亮的X射线耀发。统计结果表明,样本Ⅰ中明亮的X射线耀发的发生率（11.1%）要低于样本Ⅱ（35.6%）。此外,如果把暗弱的X射线振荡也考虑为耀发,那么,样本Ⅰ和样本Ⅱ中耀发的发生率分别为16.7%和55.6%,统计结果再次表明了两个样本中耀发的发生率有着明显的差异。我们检验了这些明亮耀发的物理起源,发现绝大多数可能和中心引擎的活动有关。为了解释这个差别,我们认为伽玛暴-超新星成协的样本中耀发的发生率显着偏低的现象可能和大质量恒星坍缩的能量预算有关,也许暗示着爆发总能量在伽玛暴、超新星和X射线耀发之间有不同分配。在第五章中,我们分析了Swift/XRT观测到的29个明亮X射线耀发快速下降段的时间分辨谱,并且用曲率效应模型拟合了它们的光变曲线和谱指数的演化。我们的结果显示,曲率效应模型可以很好的解释观测到的快速下降流量和能谱指数的演化,并且特征时标（tc）变化的范围是23～264秒。我们用峰值光度和洛伦兹因子之间的经验关系,得到了耀发的洛伦兹因子:ΓX=17～87,中值是52,比火球的初始洛伦兹因子要小。根据得到的特征时标和洛伦兹因子,我们限制了 13个源的辐射区位置RX=（0.2～1.1）× 1016cm,比耀发峰值时刻余辉火球的半径要小。我们对于已知初始洛伦兹因子的伽玛暴样本,给出了从瞬时γ辐射到X射线辐射的长时标演化特征:Γ ∞[tp/（1+z）]0.69±0.06,这个结果揭示了中心引擎的伽玛暴中心引擎的长时标演化。最后,我们也给出了快速下降段流量和能谱演化的解析式。在第六章中,我们提出用光谱观测的方法来搜寻伴星为巨星的恒星级质量黑洞候选者。利用LAMOST释放的第六批数据,我们得到了一个伴星为巨星的双星样本,该样本包含了7个视向速度变化大于80 km/s的巨星。根据LAMOST释放的有效温度、表面重力加速度和金属丰度,以及Gaia测定的源的视差,我们可以估算样本中巨星的半径和质量,因此能进一步得到双星系统中另外一颗光学不可见星的质量。我们的结果显示,样本中的源可能都是黑洞候选者,它们值得后续的光谱观测来进行动力学证认。我们这种方法对于搜寻轨道周期未知的双星系统中的黑洞候选者非常有效。在最后一章,我们对接下来的工作做了进一步的展望。
马任意[2]（2006）在《磁化黑洞吸积盘的X射线辐射》文中研究表明快速旋转的黑洞是一个巨大的能库,它是驱动宇宙中一些高能天体的能源之一[1],因此研究与旋转黑洞有关的高能辐射现象极为重要。本文探讨了通过磁场从黑洞提取旋转能的两种机制,并着重讨论了磁耦合过程与高发射率指数、高频准周期振荡、极宽发射线以及非热X射线辐射等高能X射线现象之间的关系。在第一章的引言中我们对论文题目所涉及的三个领域做了简要的介绍。首先介绍了黑洞理论的发展、黑洞的一些特殊性质、提取黑洞旋转能的几种机制以及天体物理学中对黑洞的分类等。然后回顾了吸积盘理论和盘冕模型的发展。最后简要介绍了与黑洞吸积盘理论密切相关的X射线天文学的发展。在第二章,我们详细介绍了黑洞的磁层理论、等效电路理论、BZ过程和磁耦合过程的共存模型,并导出BZ过程和磁耦合过程从Kerr黑洞提取旋转能的功率。这一章是本论文的理论基础,第三章涉及共存模型的应用及有关讨论,所围绕的中心内容都是磁耦合过程对盘辐射产生的影响。我们的模型的有多方面的应用,本文主要讨论共存模型在解释X射线观测现象方面的应用:我们在3.1节讨论了磁耦合过程对盘的局部热辐射的影响,并解释了标准盘不能解释的高发射率指数。我们还比较了其它几个有利于解释高发射率指数的模型,说明能够很好地解释高发射率指数这个天文观测现象正好说明了磁耦合模型的合理性。针对X射线天文卫星RXTE观测到的高频准周期振荡现象,我们在3.2节利用非轴对称磁场先后建立了旋转热斑模型及旋转双热斑模型给予解释。主要的工作是推导在非轴对称磁场条件下磁耦合过程的提能功率,以及在等效电路中引入电感元件来计算重复发生磁场的螺旋不稳定性的时标。我们还对X射线天文学当中的一个重要的探测手段——极宽发射线进行了一些讨论。在3.3节当中,我们介绍了盘对X射线的反射及发射线的形成、谱线的展宽机制以及计算铁线轮廓的光线追踪法,最后讨论了磁耦合过程对铁线轮廓的影响。为了解释各类黑洞吸积盘系统中观测到的硬X射线发射,也为了完善我们的模型,使之更好地解释X射线天文现象,我们在3.4节引入盘冕。在简单介绍了盘冕模型之后,讨论了冕模型中涉及的盘与冕的能量平衡问题,然后给出了计算康普顿化出射谱的两个半解析的经验公式和蒙特卡罗方法的模拟过程,最后讨论了在BZMC共存模型中引入冕而得到的一些结果。最后,在第四章,我们对本文的主要结果做了简要总结,并指出了现有模型中一些有待发展的方面。
张明轩,屈进禄[3]（2004）在《CygX-1高态中短暴性质的研究》文中研究指明Cyg X-1高能辐射的时变特征可以通过短暴（shot）的性质反映.因此Cyg X-1的短暴性质,特别是处于低态时的性质曾被广泛研究.利用直接叠加短暴和自相关函数,对Cyg X-1高态时短暴的性质进行了研究.结果表明,当Cyg X-1处于高态时,其短暴的结构类似于低态时所具有的性质,短暴的半高宽随能量的增加按指数下降.此结果和康普顿化模型不一致.另外,短暴的能谱演化及结构的非对称性可以解释Cyg X-1中的时延现象.
二、CygX-1高态中短暴性质的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、CygX-1高态中短暴性质的研究（论文提纲范文）
（1）利用X射线耀发研究伽玛射线暴的中心引擎机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 简介 |
| 1.1 伽玛射线暴 |
| 1.2 伽玛暴研究中的主要问题 |
| 1.2.1 分类 |
| 1.2.2 前身星 |
| 1.2.3 中心引擎 |
| 1.2.4 能量耗散 |
| 1.2.5 辐射机制 |
| 1.2.6 中心引擎长时标活动 |
| 1.3 伽玛暴的中心引擎:中微子主导的吸积流 |
| 1.3.1 中微子光度和湮灭光度 |
| 1.3.2 磁化的NDAFs |
| 1.3.2.1 磁化的黑洞-NDAFs |
| 1.3.2.2 NS-NDAF系统 |
| 1.4 X射线耀发 |
| 1.4.1 X射线耀发的观测特征 |
| 1.4.2 X射线耀发的物理起源 |
| 1.5 黑洞X射线双星 |
| 1.5.1 黑洞双星及其候选体 |
| 1.5.2 黑洞双星的X射线观测 |
| 1.5.3 黑洞双星的谱态 |
| 1.5.4 巡天数据对黑洞候选体的搜寻 |
| 1.5.5 郭守敬望远镜 |
| 1.6 本文结构 |
| 第二章 内耗散机制下晚期X射线耀发的中心引擎 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 样本选择和数据分析 |
| 2.2.1 光变曲线的拟合 |
| 2.2.2 各向同性光度和能量 |
| 2.3 中心引擎机制 |
| 2.3.1 中微子湮灭 |
| 2.3.2 Blandford-Znajek过程 |
| 2.3.3 强磁场中子星 |
| 2.4 总结和讨论 |
| 第三章 短伽玛射线暴中心引擎驱动的明亮X射线耀发:暗示着黑洞-中子星并合 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据分析和物理起源 |
| 3.3 X射线耀发的吸积质量 |
| 3.4 双中子星并合和黑洞-中子星并合的比较 |
| 3.5 总结和讨论 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样本选择 |
| 4.3 拟合过程 |
| 4.4 明亮X射线耀发的发生率和物理起源 |
| 4.5 总结和讨论 |
| 4.6 附录 |
| 第五章 X射线耀发的洛伦兹因子和辐射区位置 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样本和数据分析 |
| 5.3 利用曲率效应模型分析快速下降段 |
| 5.4 X射线耀发的洛伦兹因子和辐射区位置 |
| 5.5 讨论和总结 |
| 5.6 曲率效应中快速下降段的流量演化 |
| 5.7 曲率效应中快速下降段的能谱演化 |
| 5.8 附录 |
| 第六章 用LAMOST数据搜寻伴星为巨星的黑洞候选者的方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 方法 |
| 6.3 样本选择和分析 |
| 6.4 黑洞候选体 |
| 6.5 总结和讨论 |
| 第七章 研究展望 |
| 7.1 伽玛暴-超新星成协系统的进一步分析 |
| 7.2 X射线耀发的进一步统计研究 |
| 7.3 搜寻致密星候选体黑洞 |
| 7.3.1 光学可见伴星为K/M矮星的致密星系统 |
| 7.3.2 从APOGEE的数据库中搜寻伴星为巨星的致密星候选体 |
| 参考文献 |
| 发表的文章列表 |
| 致谢 |
（2）磁化黑洞吸积盘的X射线辐射（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 黑洞简介 |
| 1.2 黑洞吸积盘理论的发展 |
| 1.3 X 射线天文学的发展 |
| 2 黑洞磁层的等效电路理论和BZMC 模型 |
| 2.1 黑洞磁层理论 |
| 2.2 等效电路理论 |
| 2.3 BZMC 共存模型 |
| 3 BZMC 共存模型在高能天体物理中的应用 |
| 3.1 解释高发射率指数 |
| 3.2 高频准周期振荡与热斑模型 |
| 3.3 吸积盘的极宽发射线 |
| 3.4 硬X 射线的产生与冕 |
| 4 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表的论文目录 |
四、CygX-1高态中短暴性质的研究（论文参考文献）
- [1]利用X射线耀发研究伽玛射线暴的中心引擎机制[D]. 穆慧君. 厦门大学, 2019(08)
- [2]磁化黑洞吸积盘的X射线辐射[D]. 马任意. 华中科技大学, 2006(03)
- [3]CygX-1高态中短暴性质的研究[J]. 张明轩,屈进禄. 天文学报, 2004(04)