伽玛射线暴喷流数值模拟及相关辐射过程研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11903019
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1503.恒星晚期演化及爆发、致密天体及其相关高能过程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The study of gamma-ray bursts (GRBs) is one of the most active fields in astrophysics. In the past ten years, the Swift and Fermi satellites have brought to us fruitful observational data, leading to the discovery of some new phenomena. However, many crucial problems of GRBs remain to be answered, among which the production and the propagation of the jet and the physical origin of the prompt emission are very significant. The applicant has been engaged in the study of high energy astrophysics for more than 8 years. He has published 26 SCI papers, which were cited by other authors by more than 230 times. Based on our researches on the jet simulation and the prompt emission (published on ApJS/ApJ), we will establish a comprehensive numerical scheme that calculates the processes including the launching of the relativistic jet all the way to the emission of the GRB. At the same time, our works would help to answer some opening questions, such as the composition of the jet, the magnetic field strength, the particle acceleration mechanism, and the radiation mechanism of the emitting region. Both POLAR and HXTM are now collecting the GRB data, which offers a great opportunity for us to operate our studies smoothly. It is expected that our research will provide helpful clues to the nature of the GRBs.
伽玛射线暴(简称伽玛暴)是当前天体物理中最活跃的研究领域之一。过去十年,Swift、Fermi卫星提供了丰富的伽玛暴观测资料,让我们认识了很多伽玛暴的新现象。然而,伽玛暴的很多基本问题依然亟待解决,伽玛暴喷流如何产生、传播、辐射就是其中的重点。申请人长期从事高能天体物理研究,已正式发表SCI论文26篇,论文被他引230余篇次。以我们近期关于喷流数值模拟、瞬时辐射计算的工作(发表于ApJS/ApJ)为基础,我们将建立一套从喷流喷出,到伽玛射线辐射产生的完整计算方案,尝试揭示出伽玛暴喷流的物质组成成分、辐射区磁场强度、粒子加速机制、辐射机制等基本问题的答案。我国的POLAR、慧眼-HXMT望远镜已经在积累伽玛暴观测数据,为我们研究的顺利开展提供了极大的机遇。预计我们的研究将对揭示伽玛暴的本质有重要的推动。

结项摘要

随着我国的慧眼-HXMT、POLAR、GECAM卫星投入运行,以及未来EP、SVOM卫星的发射,伽玛射线暴已经进入攻克关键科学问题的研究阶段。本项目围绕伽玛暴瞬时辐射,以磁流体数值模拟、数值计算为主要研究手段,研究伽玛暴相对论喷流的动力学和辐射物理规律,从而推动伽玛暴这一前沿领域的研究进展。本项目在天文学领域国际高水平期刊上发表研究论文15篇,取得以下重要结果:(1)分别在同步辐射模型框架(Gao et al., 2021, A&A)和光球辐射模型框架(Meng et al., 2022, MNRAS)下解释了伽玛暴谱峰值能量演化模式和谱指数的统计分布性质,论证了伽玛暴能谱中逆康普顿散射成分在观测中呈现的必要条件是喷流的整体洛伦兹因子大于1000(Zhang et al., 2019, ApJ)。(2)基于磁流体数值模拟,揭示了双中子星并合引力波暴GRB 170817A喷流传播过程中形成的喷流-茧物质角分布和辐射能谱性质(Geng et al. 2019, ApJL)。(3)提出重复快速射电暴起源新模型,解释了重复FRB 180916的周期性活动现象,并为检验奇异夸克物质假说提供一种新途径(Geng et al., 2021, The Innovation)。基于中子星与小行星碰撞模型成功解释了来自银河系内磁陀星SGR 1935+2154的低光度快速射电暴FRB 200428和X射线爆发成协现象(Geng et al., 2020, ApJL)。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evolution patterns of the peak energy in the GRB prompt emission
伽马暴瞬发辐射峰值能量的演化模式
  • DOI:
    10.1051/0004-6361/202141647
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Astronomy & Astrophysics
  • 影响因子:
    6.5
  • 作者:
    Gao Hao-Xuan;Geng Jin-Jun;Huang Yong-Feng
  • 通讯作者:
    Huang Yong-Feng
Gravitationally lensed orphan afterglows of gamma-ray bursts
伽马射线暴的引力透镜孤儿余辉
  • DOI:
    10.1093/mnras/stac2215
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    MNRAS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Gao Hao-Xuan;Geng Jin-Jun;Hu Lei;Hu Mao-Kai;Lan Guang-Xuan;Chang Chen-Ming;Zhang Song-Bo;Zhang Xiao-Li;Huang Yong-Feng;Wu Xue-Feng
  • 通讯作者:
    Wu Xue-Feng
Searching for strange quark matter objects among white dwarfs
在白矮星中寻找奇怪的夸克物质物体
  • DOI:
    10.1016/j.physletb.2022.137204
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    Physics Letters B
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Kurban Abdusattar;Huang Yong-Feng;Geng Jin-Jun;Zong Hong-Shi
  • 通讯作者:
    Zong Hong-Shi
FRB 200428: An Impact between an Asteroid and a Magnetar
FRB 200428:小行星与磁星之间的撞击
  • DOI:
    10.3847/2041-8213/aba83c
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
    ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Geng, Jin-Jun;Li, Bing;Huang, Yong-Feng
  • 通讯作者:
    Huang, Yong-Feng
The photosphere emission spectrum of hybrid relativistic outflow for Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴混合相对论流出的光球发射光谱
  • DOI:
    10.1093/mnras/stab3132
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Meng Yan-Zhi;Geng Jin-Jun;Wu Xue-Feng
  • 通讯作者:
    Wu Xue-Feng

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其他文献

快速射电暴的观测及理论研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    天文学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李龙彪;黄永锋;耿金军
  • 通讯作者:
    耿金军

其他文献

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耿金军的其他基金

伽玛射线暴强磁化喷流模拟和辐射研究
  • 批准号:
    12273113
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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