Photospheric emission from gamma-ray bursts altered by radiation-mediated shocks
Tid: Må 2026-01-26 kl 10.00
Plats: FA32, Roslagstullsbacken 21, Stockholm
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fysik, Atomär fysik, subatomär fysik och astrofysik
Licentiand: Oscar Wistemar , Partikelfysik, astrofysik och medicinsk bildbehandling
Granskare: Docent Alexandra Veledina, Tuorla Observatory, University of Turku, Turku, Finland
Huvudhandledare: Professor Felix Ryde, Partikelfysik, astrofysik och medicinsk bildbehandling; Filip Alamaa, Partikelfysik, astrofysik och medicinsk bildbehandling
QC 2026-01-14
Abstract
Den här avhandlingen behandlar gammablixtar, och mer specifikt den första delen av dem, som är cirka 10 sekunder lång och observeras som gammastrålning. Gammablixtar kommer från en relativistisk jetstråle som kan skickas ut i samband med supernovor från kollapsen av massiva stjärnor eller sammanslagningen av två kompakta objekt (neutronstjärnor eller svarta hål). Den relativistiska jetstrålen accelererar och till sist är det mesta av energin kinetisk, vilket sen på nåt sätt konverteras till intern energi i form av gammastrålning som vi sen observerar. Mekanismen som konverterar energin är inte helt förstådd och den här avhandlingen behandlar en teori för en sån mekanism, strålningsmedierade chockar. När chocken sker under fotosfären kommer den ändra spektrala energifördelningen hos fotonerna, vilket sen strålar iväg mot en observatör vid fotosfären. En alternativ mekanism, som nämns snabbt är synkrotronstrålning från kollisionslösa chocker som sker ovanför fotosfären. En analog modell till en strålningsmedierad chock, som kallas "the Kompaneets RMS approximation" (KRA), diskuteras och används sedan i Artikel I & II. I Artikel I generaliserar vi en metod för att mäta Lorentz faktorn hos den relativistiska jetstrålen genom att använda sig av egenskaper hos fotosfären och utveckling av distributionen av fotonenergierna i jetstrålen. Vi hittar att beroende på kvaliten av data kan antingen ett värde eller en övre gräns bestämmas på Lorentz faktorn. I Artikel II gör vi en tidsupplöst spektralanalys av gammablixten GRB 211211A, en gammablixt med ett brett spektrum med två brytpunkter, en vid tiotals keV och en vid några MeV. Vi använder metoden från Artikel I och hittar typiska värden för Lorentz faktorn på ∼ 300. Med det och KRA modellen kan vi hitta tidsutvecklingen av RMS parametrarna, här hittar vi en stark chock som sker på moderata optiska djup. Vi visar också KRA modellen kan anpassa sådana här breda spektrum med två brytningar bra.