伽玛射线暴在宇宙学和基础物理学中的应用
批准号:
11603076
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
魏俊杰
依托单位:
学科分类:
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:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
吕芬、张松波、孙天瑞
中文摘要
伽玛射线暴(简称伽玛暴) 是当今天体物理领域的研究热点之一。作为宇宙中最为剧烈的爆发现象,伽玛暴可在很高的红移处被探测到,目前已测得最高红移达8.2,表明伽玛暴是研究高红移宇宙学的有效探针。本项目将详细研究探讨伽玛暴在宇宙学和基础物理学领域当中的诸多应用,包括:(a)伽玛暴宇宙学的研究,如经验光度关系的发现或验证,限制高红移恒星形成历史,探讨暗物质晕中的恒星形成过程,伽玛暴揭示第一代恒星性质的可能性,等等;(b)探测高红移伽玛暴已成为下一代伽玛暴卫星的重要科学目标之一,我们将着重围绕我国未来空间卫星的观测性能进行科学模拟,预言其对高红移伽玛暴的探测前景,为卫星的后续建设提供重要的科学依据;(c)利用伽玛暴与IceCube中微子的可能成协事件,限制中微子速度、量子引力模型和爱因斯坦广义相对论中的弱等效原理假设。
英文摘要
Gamma-ray Bursts (GRBs) is one of the hottest research fields in astrophysics. As the most powerful explosions in the cosmos, they can be detected out to very high redshifts. To date, the farthest burst detected is GRB 090423 at z=8.2. GRBs are therefore considered as an ideal tool for probing the high-redshift Universe. In this project, we will systematically study many applications of GRBs in cosmology and fundamental physics. (a) For GRB cosmology, we will concentrate on carrying out the statistical analysis of the observational data, testing (searching for) the existing (new) luminosity correlations, constraining the high-redshift star formation history, probing star formation in dark matter halos, revealing the properties of first star, etc. (b) The detection of high-redshift GRBs is one of the main goals driving the design of the next GRB missions. We will explore the observation strategy and detection rate for high-redshift GRBs, based on the future space satellite in our country. (c) With the possible associations of IceCube neutrinos with GRBs, we will use the flight time differences between the neutrinos and the GRB photons to constrain the neutrino velocity, the quantum gravity models, and the Einstein Equivalence Principle.
本项目的主要研究内容是探讨伽玛暴在宇宙学和基础物理学领域当中的诸多应用。此外,项目组还在快速射电暴、引力波、多信使宇宙学、相对论基本假设的天文学检验等方面开展了研究。项目负责人魏俊杰在项目执行期内,共发表25篇SCI论文和1篇中文核心期刊,其中责任作者(第一作者或者通讯作者)有21篇。主要研究成果包括:1)预测了爱因斯坦探针卫星对高红移伽玛暴的探测前景,为卫星的后续建设提供了重要的科学论证;2)首次提出利用伽玛暴的能谱时延拐折特征可对洛伦兹不变性破缺作出强有力的限制,相关工作受到LIGO/VIRGO引力波国际合作科学组的关注和引用;3)利用人类直接探测到的首例双中子星并合引力波事件及其电磁对应体、首例高置信度的中微子与耀变体成协系统、伽玛暴瞬时辐射偏振观测,对爱因斯坦广义相对论和其他引力理论的基石之一“弱等效原理”进行了高精度的检验,相关工作受到了美国Astro2020未来十年规划(Decadal Survey) 科学白皮书《双中子星并合多信使科学总结》的引用;4)利用河外射电脉冲星高精度验证了爱因斯坦狭义相对论的光子零静止质量假设,相关工作被《Research in Astronomy and Astrophysics》杂志评选为2017年“亮点工作”;5)提出强引力透镜化的不同引力波成像之间的到达时间差和“透镜”星系速度弥散的组合,可作为强有力的宇宙量天尺;6)提出引力波/快速射电暴成协系统可构造升级版的“标准汽笛”;7)提出结合引力波和哈勃参数观测可对宇宙曲率参数作模型无关的精确限制。
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The Time-resolved Spectra of Photospheric Emission from a Structured Jet for Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴结构射流光球发射的时间分辨光谱
DOI:
10.3847/1538-4357/ab30c7
发表时间:
2019-04
期刊:
Astrophysical Journal
影响因子:
4.9
作者:
[Meng Yan Zhi, Lu Liang Duan, Wei Jun Jie, Wu Xue Feng, Zhang Bin Bin]
通讯作者:
Zhang Bin Bin
Constraining Anisotropic Lorentz Violation via the Spectral-lag Transition of GRB 160625B
通过 GRB 160625B 的光谱滞后转变约束各向异性洛伦兹破坏
DOI:
10.3847/1538-4357/aa7630
发表时间:
2017
期刊:
Astrophysical Journal
影响因子:
4.9
作者:
[Wei Jun-Jie, Wu Xue-Feng, Zhang Bin-Bin, Shao Lang, Meszaros Peter, Kostelecky V. Alan]
通讯作者:
Kostelecky V. Alan
New limits on the photon mass with radio pulsars in the Magellanic clouds
麦哲伦云中射电脉冲星光子质量的新限制
DOI:
10.1088/1674-4527/17/2/13
发表时间:
2016-08
期刊:
Research in Astronomy and Astrophysics
影响因子:
1.8
作者:
[Wei Jun-Jie, Zhang Er-Kang, Zhang Song-Bo, Wu Xue-Feng]
通讯作者:
Wu Xue-Feng
Multimessenger tests of the weak equivalence principle from GW170817 and its electromagnetic counterparts
GW170817 及其电磁对应物弱等效原理的多信使测试
DOI:
10.1088/1475-7516/2017/11/035
发表时间:
2017
期刊:
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
影响因子:
6.4
作者:
[Wei Jun-Jie, Zhang Bin-Bin, Wu Xue-Feng, Gao He, Meszaros Peter, Zhang Bing, Dai Zi-Gao, Zhang Shuang-Nan, Zhu Zong-Hong]
通讯作者:
Zhu Zong-Hong
Impact of a Locally Measured H-0 on the Interpretation of Cosmic-chronometer Data
本地测量的 H-0 对宇宙天文钟数据解释的影响
DOI:
10.3847/1538-4357/835/2/270
发表时间:
2017
期刊:
Astrophysical Journal
影响因子:
4.9
作者:
[Wei Jun-Jie, Melia Fulvio, Wu Xue-Feng]
通讯作者:
Wu Xue-Feng
共 27 条
高能天体物理暂现源
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批准号:12422307
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项目类别:优秀青年科学基金项目
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资助金额:200.00万元
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批准年份:2024
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负责人:魏俊杰
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依托单位:
数据驱动的快速射电暴物理起源和标度不变性研究
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批准号:12373053
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2023
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负责人:魏俊杰
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依托单位:
利用FAST的射电观测检验相对论基本假设
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批准号:U1831122
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2018
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负责人:魏俊杰
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依托单位:
国内基金
海外基金