Teorijsko modeliranje emisije ekstragalaktičkih bljeskova gama zračenja

master's thesis

• Title (english): Theoretical modelling of the gamma-ray burst emission
• Author: Petra Maruševec
• Mentor: Željka Marija Bošnjak (mentor)
• Mentor: Maro Cvitan (mentor)
• Committee member: Maro Cvitan (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Željka Marija Bošnjak (član povjerenstva)
• Committee member: Vernesa Smolčić (član povjerenstva)
• Committee member: Ivica Smolić (član povjerenstva)
• Committee member: Matko Milin (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Physics); Zagreb
• Defense date and country: 2020-02-07, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics

Abstract

Bljeskovi gama zračenja su snažni, nepravilni pulsevi γ-zračenja s netermalnim spektrom koji se nalaze na kozmičkim udaljenostima. Pokazano je da su ovi događaji energijski najsnažnije eksplozije u svemiru te još nije sa sigurnošću poznato njihovo fizikalno porijeklo, pa teorija emisije bljeskova gama zračenja predstavlja jedno od danas najaktivnijih područja u astrofizici. U ovom su radu, pod pretpostavkom modela internih udara za promptno zračenje bljeskova gama zračenja, određeni parametri sinkrotronske emisije i pridružene inverzne Comptonove emisije koji opisuju spektar bljeskova. Pomoću numeričkog modela spomenutih radijativnih procesa, generirani su elektronski i fotonski spektri bljeskova gama zračenja koji su uspoređeni s opaženim vrijednostima. Dobivene su vrijednosti parametara emisije (u sustavu relativističkog mlaza) za minimalni elektronski Lorentzov faktor, γ_min ~ 10^3.5 - 10^4, normu elektronske distribucije, norm ~ 10^9 - 10^16 cm^-3, koja daje gustoću relativističkih elektrona ne ~ 10^3 - 10^9 cm^-3, magnetsko polje u emisijskom području, B ~ 10^3.5 - 10^4 G i radijus emisijskog područja, R ~ 10^11.5 - 10^13.5 cm. Uspoređivanjem rezultata numeričkog modela s vremenski razlučenim spektrima bljeskova gama zračenja GRB 140206A i GRB 140512A, dobivene su vrijednosti parametara emisije uz pretpostavljenu linearnu evoluciju Lorentzovog faktora mlaza u vremenu, te je predloženo moguće ponašanje parametara emisije u vremenu.

Abstract (english)

Gamma-ray bursts are powerful, irregular pulses of gamma-ray radiation which are observed at cosmic distances. These events are the most energetic explosions in the universe and there is no consensus on their physical origin. In this work, we have determined the parameters of the synchrotron and its associated inverse Compton emission for the prompt emission of gamma-ray bursts. Using a numerical model for these radiative processes, we have generated electron and photon spectra of gamma-ray bursts which were compared to observations. Resulting order of magnitude values of emission parameters in the comoving frame include the minimum electron Lorentz factor, γ^min ~ 10^3.5 - 10^4, the norm of the injected electron energy distribution, norm ~ 10^9 - 10^16 cm^-3, which gives the relativistic electron density ne ~ 10^3 - 10^9 cm^-3, the magnetic field in the emission region, B ~ 10^3.5 - 10^4 G and the radius of the emission region, R ~ 10^11.5 - 10^13.5 cm. Assuming a linear time evolution of the bulk Lorentz factor, the results of the numerical model were compared to time-resolved spectra of GRB 140206A and GRB 140512A, which produced a possible time evolution of the emission parameters.

• Keywords: bljeskovi gama zračenja; netermalni radijativni mehanizmi
• Keywords (english): gamma-ray burst; nonthermal radiation mechanisms
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:576162
• Study programme: Title: Physics; specializations in: Education; Course: Education; Study programme type: university; Study level: integrated undergraduate and graduate; Academic / professional title: magistar/magistra edukacije fizike (magistar/magistra edukacije fizike)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2020-03-10 16:01:35