Astrophysical Techniques pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Kitchin, C. R.

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:

价格:628.00元

装帧:

isbn号码:9781420082432

丛书系列:

图书标签:

• 天体物理学
• 观测技术
• 数据分析
• 仪器
• 望远镜
• 光谱学
• 辐射传递
• 数值模拟
• 天文学
• 物理学

好的，这是一本关于《高能天体物理与宇宙学：前沿探测与理论模型》的图书简介。 --- 图书名称：《高能天体物理与宇宙学：前沿探测与理论模型》 核心聚焦：跨越可见光，探索宇宙的极端能量图景 本书聚焦于当代天体物理学和宇宙学中最具活力和挑战性的领域——高能过程的起源、演化及其对宇宙整体结构和历史的塑造。它并非对传统光学观测天文学的简单回顾，而是深入探讨那些涉及粒子加速到接近光速、极端引力场下的物质行为以及宇宙早期极端环境的物理机制。本书旨在为具有一定基础知识的研究人员、高年级本科生及研究生提供一个全面、前沿的知识框架，以理解如何利用粒子、伽马射线、X射线和引射力波等“非电磁波”信使来揭示宇宙的秘密。 第一部分：高能辐射源的物理机制与观测基础 第一章：宇宙射线：起源、传播与探测 本章系统阐述了银河系内和银河系外宇宙射线的物理起源。重点讨论了超新星遗迹（SNR）作为主要加速器的机制，包括震荡加速模型（Fermi加速的二阶过程）的最新进展。同时，本书详细分析了银河系磁场如何影响宇宙射线在大气层中的穿透与衰减，以及如何通过探测不同能级的次级粒子（如μ子和中微子）来反推源头特性。章节的后半部分将深入探讨超高能宇宙射线（UHECRs）的潜在来源，如活跃星系核（AGN）喷流或致密星体合并，并介绍地面探测阵列（如Pierre Auger项目）的核心技术原理。 第二章：伽马射线暴（GRBs）：宇宙中最猛烈的闪光 伽马射线暴是宇宙中瞬间释放能量最大的事件。本章从理论模型出发，详细剖析了长暴（可能源于大质量恒星坍缩，即“黑洞形成”）和短暴（主要归因于中子星并合）的物理图像。我们将重点探讨吸积盘不稳定性、磁场重联等机制如何驱动相对论性喷流的形成与准直。在观测方面，本书结合了费米（Fermi）卫星和Swift任务的数据，分析了GRB的余辉光谱特性（特别是“谱峰能量”$ ext{E}_{ ext{peak}}$），并讨论了利用GRBs作为“宇宙标准烛光”的可能性。 第三章：X射线双星系统与脉冲星的极端物理 X射线双星系统（XBS）是检验极端引力和磁场物理的天然实验室。本章首先分类介绍了低质量X射线双星（LMXBs）和高质量X射线双星（HMXBs），重点分析了吸积盘的结构、能量释放效率以及黑洞与中子星的质量测量方法。特别地，我们深入讨论了脉冲星的磁层动力学、热辐射机制以及其作为高能粒子加速器的作用。章节将引入近期探测到的软闪烁器（SGRs）和X射线双星爆发中的准周期振荡（QPOs）数据，用于揭示致密星体表面的物质行为。 第二部分：引力波天体物理学：时空涟漪中的新窗口 第四章：引力波的产生与探测技术 本书将引力波天体物理学视为检验广义相对论和观测高能天体物理的革命性工具。本章首先回顾了爱因斯坦场方程在强引力场下的近似解，着重分析了双黑洞并合（BBH）、黑洞-中子星并合（BHNS）以及双中子星并合（BNS）的时空动力学。随后，我们详细介绍了激光干涉引力波天文台（LIGO/Virgo/KAGRA）的工作原理，包括激光稳定、真空系统、激光噪声抑制以及信号提取的技术挑战。 第五章：多信使天文学：引力波与电磁波的协同观测 引力波事件GW170817的成功观测开启了“多信使时代”。本章系统梳理了BNS合并过程中产生的电磁对应体——千新星（Kilonova）的物理模型。讨论了快速射电暴（FRBs）与引力波事件的潜在关联，以及中微子天文学在识别宇宙射线源方面扮演的角色。本章的重点是构建一个理论框架，用以解释引力波信号中的“后摆动”（Post-merger phase）与相应电磁辐射之间的物理联系，特别是重元素（如金、铂）的形成（r-过程）。 第三部分：宇宙学前沿与理论模型检验 第六章：高能过程对星系形成与演化的影响 高能天体物理过程并非孤立存在，它们深刻影响着宇宙的宏观结构。本章探讨了超大质量黑洞（SMBH）反馈机制——特别是射电反馈与X射线反馈——如何调节星系中心的恒星形成速率和气体冷却过程。我们将分析星系团中高温气体（X射线源）的特性，以及高能粒子对星系晕中冷却流的抑制作用。通过数值模拟的结果，展示了AGN活动在宇宙“再电离时期”之后的物质普适性演化中的作用。 第七章：暗物质的间接探测与高能信号 尽管本书聚焦于已观测到的高能现象，但它也必须涵盖对“不可见”成分的探索。本章专门讨论了利用高能伽马射线和中微子来间接探测暗物质的可能性。分析了理论上预期的暗物质湮灭或衰变产物（如特征性谱线或弥散背景），并对比了银河系中心、矮星系等高密度区域观测到的异常信号与标准天体物理背景的差异。 总结与展望 本书的深度与广度超越了传统的天文观测，它将物理学的基本原理应用于宇宙中最极端、最活跃的系统中。通过对高能粒子、引力波、伽马射线和X射线数据的综合分析，读者将掌握理解宇宙演化关键驱动力的现代方法论。这本书不仅是知识的汇集，更是对未来实验（如下一代引力波探测器、空间伽马射线望远镜）所能揭示的未知领域的理论铺垫。 ---

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