Searching for the Long-Duration Gamma-Ray Burst Progenitor

این پایان نامه که توسط گروه فیزیک و ستاره شناسی دانشگاه نیومکزیکو به عنوان پایان نامه برجسته معرفی شده است، به دنبال شناسایی مولد انفجار پرتو گاما (GRB) است. GRB ها انفجارهای خارج از کهکشانی هستند که برای مدت کوتاهی از کل کهکشان ها می درخشند، اما مکانیسمی که می تواند انرژی زیادی را در یک انفجار کمتر از 100 ثانیه آزاد کند هنوز یک راز است. نامزد اصلی برای مولد GRB در حال حاضر یک ستاره عظیم است که فرو می ریزد و یک سیستم قرص برافزایش سیاهچاله تشکیل می دهد که GRB را نیرو می دهد. با این حال، درخشش های GRB همیشه رفتار مورد انتظار یک موج انفجاری نسبیتی در تعامل با باد ستاره ای را نشان نمی دهند که چنین اجدادی باید قبل از فروپاشی آن ایجاد می کرد.

در این کتاب، نویسنده از آن استفاده می کند. کد هیدرودینامیک اخترفیزیکی Zeus-MP برای مدل‌سازی محیط اطراف یک پیش‌ساز ستاره‌ای قبل از انفجار. سپس او یک مدل نیمه تحلیلی MHD و انتشار را برای تولید منحنی های نور برای GRB هایی که با این پروفایل های چگالی واقعی مواجه می شوند، توسعه می دهد. این کار در نهایت نشان می‌دهد که محیط اطراف یک GRB در زمان انفجار بسیار پیچیده‌تر از یک باد خالص است و تابش‌های پس از مشاهده کاملاً با زیرمجموعه بزرگی از اجداد ستاره‌ای پیشنهادی مطابقت دارند.

Nominated as an outstanding thesis by the Department of Physics and Astronomy of the University of New Mexico, this thesis seeks to identify the gamma-ray burst (GRB) progenitor. GRBs are extragalactic explosions that briefly outshine entire galaxies, but the mechanism that can release that much energy over a < 100 second burst is still a mystery. The leading candidate for the GRB progenitor is currently a massive star which collapses to form a black hole–accretion disk system that powers the GRB. GRB afterglows, however, do not always show the expected behavior of a relativistic blast wave interacting with the stellar wind that such a progenitor should have produced before its collapse.

In this book, the author uses the Zeus-MP astrophysical hydrodynamics code to model the environment around a stellar progenitor prior to the burst. He then develops a new semi-analytic MHD and emission model to produce light curves for GRBs encountering these realistic density profiles. The work ultimately shows that the circumburst medium surrounding a GRB at the time of the explosion is much more complex than a pure wind, and that observed afterglows are entirely consistent with a large subset of proposed stellar progenitors.