天体X射线的观测-北京大学.ppt

现代天文学十五讲 3，γ射线暴的X射线余辉 美国学者居多，但是没有成功。 意大利的“贝波”X射线卫星，国内国际均不看好，拖了10年，于96年发射。 “贝波”主要观测银河系X射线源，监测γ射线暴是附带任务。结果上天仅1年多，就发现了γ射线暴的X射线余辉。 X射线观测定位精度高，也就能确定位置了。 γ射线暴来得突然，方向不准，要求大视场X射线望远镜或照相机配合。 “掠射式”X射线望远镜，分辨率高，视场非常小。为了扩大视场，采用古老的小孔成像方法，视场大、灵敏度差。但有1万多个小孔，加到一起灵敏度就高了。 1997年1月11日，“贝波”记录到第一个γ射线暴的X射线余辉。 4，光学余辉的发现和红移的测量 1997年2月27日，“贝波”发现位于猎户座的γ射线暴，同时发现一个很亮的X射线源。误差框为6角分，此范围至少有几千颗恒星。 对比赫歇尔望远镜拍摄的两张照片，发现GRB970228的光学余辉。 1997年5月8日，“贝波”又发现一个γ射线暴及X射线余辉和光学余辉，并测出红移是0.835，相当于60亿光年的距离。 5，射电余辉和近红外余辉的发现 1997年5月8日的这个暴的射电余辉被甚大阵3.5厘米波段观测发现。射电源的光度变化非常大，是闪烁现象。爆发后膨胀，角径变大，闪烁现象消失。表明火球以光速膨胀。 2006年4月和7月，雨燕号卫星探测到两次γ射线暴。探测到近红外余晖。爆炸扩张速度为光速的99.9997%。支持伽玛射线暴的相对论火球理论模型。 1、? 射线爆发特征 辐射变化剧烈而迅速，呈脉冲状。上升时间 为0.2秒，最快的可达毫秒量级。爆发持续时间 从0.1秒至100秒。 通常，一个脉冲结束后，紧接着有第二个、 第三个脉冲出现（脉冲数可以有1至5个）。 某些强爆发源的直径不超过1,500千米。 不知道爆发源的距离，不知道哪一个爆发最 强。 2，? 射线爆发能谱 ? 爆发的辐射能量范围从几Kev到几Mev， 呈指数形的连续谱，随着能量的增加而迅速 地减小。 由于不知道爆发源的距离，无法得知辐射功 率。如果是最近的恒星处，辐射功率为1034 尔格／秒。比太阳的辐射功率大一个数量级。 爆发源可能在银河系外，辐射功率将要大很 多数量级。 3， ? 射线爆发源的空间分布 早期的观测无法确定射线爆发源的方位， 无法讨论爆发源的空间分布。 康普顿天文台发射之后，能确定方位，但 仍无法确定距离。找不到对应的已知天体。 无法讨论其真实分布。 至今发现的? 射线爆发源已超过2500多个， 分布显示出非常好的各向同性。 γ射线暴发生的位置和强度的全天星图 显示出非常好的各向同性 少数学者认为是银河系中的老年中子星。 可能显示出均匀分布。前人的结果要求老年 中子星离太阳系很近，在50～500 pc之内。 一种研究结果（对年龄为 109—1010年的老 年中子星，进行模拟分析）获得的空间分布 ， 经修正后，与观测到的gamma射线暴的分布 很像。 4，? 射线爆发源是银河系里的中子星吗？ 591个Gamma射线暴 的分布 经过修正后的、在 距离太阳1.0kpc之 内的507 颗老年中 子星的分布 5，? 射线爆发源是河外天体吗？ 爆发发生在银河系之外，因此能很好地解释 其空间分布的各向同性。这是当前流行的看法。 遥远的距离导致爆发的能量必须异常的大： 相当于超新星爆发；两颗中子星碰撞合并；一 颗中子星被黑洞所吞食时产生的能量。 距离确定困难：爆发停止就完全消；定位精度 低，几度范围内无法找到对应的已知天体。 * * 第十三讲 X射线和? 射线天文学 北京大学天文系 吴鑫基 一、天体X射线的观测 二、X射线源的发现和研究 三、γ射线天文学的发展 四、超新星和脉冲星的γ射线观测 五、宇宙?射线爆发 X射线和?射线属于高能光子，习惯用它 们的能量电子伏（ev）来表示。 可见光光子的能量在2～3ev之间； X射线光子的能量在0.1～500kev范围； ?射线光子则包括了500kev到1万亿kev (1016ev)的能量范围； 常把?射线看作是高能X射线。 一、天体X射线的观测 X射线是由德国物理学家伦琴 在1895年做实验时发现能使照相 底片曝光和使荧光屏发出绿光的 射线，取名X射线。 伦琴因这一伟大的发现于1901 年荣获了第一届诺贝尔物理学奖。 X射线是一种高能光子，能量巨大，不带 电，穿透力极强。 伦琴 1、X射线的发现 1948年，美国天文学家利用高空火箭接首次 收到了太阳的X射线辐射； 1962年6月，美国贾科尼等意外发现了天蝎座 方向的强大X射线源，同时发现宇宙X射线弥 漫背景。 1960年代当中，利用高空火