Gamma-ray Bursts 2007 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Galassi, Mark (EDT)/ Palmer, David (EDT)/ Fenimore, Edward (EDT)

出品人:

页数:676

译者:

出版时间:2008-7

价格:$ 267.81

装帧:

isbn号码:9780735405332

丛书系列:

图书标签:

• Gamma-ray bursts
• Astrophysics
• High-energy astrophysics
• Transient astronomy
• X-ray astronomy
• Space telescopes
• Gamma-ray astronomy
• Cosmology
• Extragalactic astronomy
• Swift Gamma-Ray Burst Mission

宇宙的瞬时之光：高能天体物理的边界探索 本书深入探讨了宇宙中最剧烈、最神秘的能量释放现象——伽马射线暴（Gamma-Ray Bursts, GRBs）。这不是对特定年份观测成果的简单汇编，而是一部立足于现代高能天体物理学前沿，系统梳理并展望GRB研究核心理论、观测技术与未解之谜的综合性专著。 第一部分：理论基石与源头探究 本部分首先为读者构建了理解伽马射线暴的理论框架。GRBs并非单一事件，而是代表了宇宙中几种极端物理过程的集中爆发。我们将详细阐述当前主流的两大类GRB模型： 长暴（Long GRBs，持续时间通常大于2秒）的起源： 重点剖析大质量恒星（特指沃尔夫-拉叶星，Wolf-Rayet stars）在生命末期发生“超新星-伽马暴联合事件”（Collapsar Model）的机制。这部分内容详述了恒星坍缩形成黑洞的细节、伴随的吸积盘物理过程、相对论性喷流（Relativistic Jets）的产生与演化，以及喷流如何与周围的星际介质相互作用，形成我们观测到的伽马射线辐射。我们还将考察不同金属丰度恒星残骸对喷流形成的影响，以及对Ia型、Ib/c型超新星与GRB关联性的最新光谱学和光度学证据。 短暴（Short GRBs，持续时间通常小于2秒）的起源： 核心聚焦于致密天体合并事件，即中子星-中子星（NS-NS）并合或中子星-黑洞（NS-BH）并合。本章详细介绍了双致密星系统的轨道衰减（由引力波辐射驱动）、合并的瞬时动力学，以及在合并过程中产生短暴电磁辐射的物理机制。此外，我们还将引入“千新星”（Kilonova）的概念，阐述这些合并事件在快速中子捕获过程（r-process）中对重元素（如金、铂）的形成所起的决定性作用，并结合LIGO/Virgo/KAGRA等引力波探测器对合并事件的定位信息，探讨电磁对应体（Electromagnetic Counterparts）的搜寻与确认。 第二部分：辐射机制与观测窗口 伽马射线暴的能量释放横跨电磁波谱的极宽范围，从伽马射线到射电波段，每种波段的观测都揭示了事件演化过程中的不同物理阶段。 伽马射线暴发理论（Prompt Emission）： 聚焦于暴发初期最明亮、能量最高的辐射。我们深入讨论了两种主要的辐射机制模型：同步加速模型（Synchrotron Self-Compton, SSC） 和外部激波模型（External Shock Model, EGS）。对GRB谱（包括其著名的‘能谱指数’关系，如Band Function）的数学描述和拟合，是理解内部物理过程的关键。 余辉（Afterglows）的物理学： 余辉是喷流撞击周围介质时产生的持续辐射。本章系统分析了从X射线到可见光、近红外乃至射电波段的余辉演化曲线。重点讨论了激波的冷却机制、电子能谱的演化，以及不同波段余辉拐点（Bremsstrahlung cooling break, Synchrotron cooling break）的物理意义。我们还将探讨“光致使激波”（Jet Break）现象，这是确定喷流几何结构和本质特征的至关重要指标。 X射线至射电波段的观测特性： 探讨了GRB的早期X射线辐射，特别是当探测器从侧面掠过喷流时可能出现的“宽谱”（Broadband Spectra）现象。同时，对射电余辉的长期监测如何揭示了环境介质的密度结构，以及如何通过射电观测来重建事件的完整光变曲线，进行了细致的论述。 第三部分：多信使天文学与前沿探索 现代高能天体物理学已进入多信使时代。GRBs作为宇宙中最高能的事件之一，是检验极端物理学、探索宇宙早期历史以及引力波天文学的理想目标。 引力波与伽马射线暴的协同观测： 详细回顾了GW170817事件所带来的革命性影响。分析了引力波信号（GW）如何精确指示了合并源的位置，使得电磁对应体（EM）得以快速确认。讨论了NS-NS合并如何同时产生短暴、千新星和引力波，构成了真正的“三信使”事件。 中微子天文学的视角： 探讨了高能宇宙射线和中微子在GRB产生过程中的可能角色。虽然来自GRB的典型高能中微子信号尚未被直接确认，但理论模型预测了特定能段中微子的产生率，为未来IceCube等探测器提供了明确的搜寻目标。 对早期宇宙的探针： 伽马射线暴是已知最遥远（最高红移，$z>8$）的稳定光学光源之一。利用极高红移GRB的观测数据，可以探测早期宇宙的星系形成历史、星际介质的化学演化，以及早期宇宙的再电离过程。本章将阐述如何利用GRB的吸收光谱来分析宇宙大尺度结构和原初物质的丰度。 第四部分：未解之谜与未来方向 尽管取得了巨大进展，GRB研究领域依然存在诸多根本性的挑战。 GRB能量转换效率： 喷流的形成和准直机制仍然是理论上的难点。如何将吸积能量高效地转化为沿着视线方向的相对论性动能，以及如何解释“光致激波”模型对观测结果的某些偏差，需要更精细的数值模拟。 “暗”伽马射线暴与喷流的倾角效应： 存在大量被模型预测存在但未被现有地面或空间望远镜观测到的GRB（即“暗暴”）。这可能源于喷流的地球指向性（Off-Axis Blasting）或其辐射机制的根本差异。本章讨论了下一代望远镜如何通过提高灵敏度和更广阔的视场来捕捉这些“隐形”事件。 夸克-胶子等离子体与奇异物质的探索： 在极端密度和温度条件下，核心坍缩或合并事件中可能形成奇异物质或夸克星。GRB的超快辐射或随后可能产生的特定引力波信号，被认为是探测这些极端状态物质特性的潜在窗口。 本书最后展望了未来空间任务（如SVOM、LISA等）对GRB研究带来的机遇，强调了地面大型望远镜阵列（如LSST）与空间探测器协同工作，对于构建一个全天域、多波段、实时响应的GRB监测网络的重要性。通过整合引力波、电磁波和粒子流的观测数据，伽马射线暴研究正以前所未有的速度逼近揭示宇宙中极端能量释放过程的终极奥秘。

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