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本论文主要利用高空间分辨率、能量分辨率和灵敏度的X射线卫星观测数据,研究超新星遗迹和恒星冕中的高温热气体辐射性质。
本论文的第一部分工作是利用Chandra卫星观测数据,对超新星遗迹CassiopeiaA(CasA)进行高空间分辨的能谱分析。我们得到了遗迹中各物理参量,包括温度、元素丰度、电离年龄、辐射量等的空间分布。Si,S和Ca元素丰度的空间分布图与之前观测到CasA的喷流结构非常吻合,从而进一步支持了喷流的存在。而Fe元素的分布比Si,S,Ca分布的半径要大,这与超新星爆发的洋葱模型认为越重的元素分布越靠内是相反的,从而支持了在该遗迹内部存在不同元素层的翻转。我们还研究了不同元素丰度之间的相关性,发现Si和S以及Ne和Mg元素丰度之间分别存在很好的相关,表明它们可能分别来自相同的核合成过程。我们还发现Si和Fe元素丰度之间存在着两相相关,即Si丰度低于3倍太阳丰度时正相关,更高时变为负相关。这可能表明该遗迹中的Fe可能为不同起源。
第二部分工作是利用Chandra卫星观测数据对年轻超新星遗迹进行Cr发射线搜寻。我们首先确认了超新星遗迹W49B中存在的Cr线,并在超新星遗迹CasA,Trycho和Kepler中首次发现了Cr线存在的证据,并给出了其线心能量、流量和等值宽度。我们发现CasA中的Cr处于较高电离态,而Tycho和Kepler中较低。我们还发现Cr和Fe线心能量间存在很好的正相关,这也与理论预言一致。对W49B,CasA和Tycho这三个具有确定分类的超新星遗迹,其Cr与Fe的等值宽度比与对应分类的核合成计算结果一致。我们认为这一比值可能可以用来作为超新星分类的证据,并据此推断Kepler为核塌缩型超新星遗迹。
第三部分工作是利用XMM-Newton卫星观测数据对掩食双星Algol的X射线辐射性质进行研究。我们观测到了一个被掩食的X射线耀发,并确定了其尺度(3.2×108m)和位置(北纬20°)。我们还分时段做了能谱分析以研究宁静态和耀发态的辐射性质变化。双温模型拟合结果表明高温成分的Fe丰度在耀发时上升,而三温模型拟合时则没有这一现象。能谱拟合还得到了Algol与观测者之间的吸收柱密度约为2.5×1020cm-3,而耀发的等离子体吸收则与星际吸收接近。这也进一步证明了Algol系统周围存在X射线吸收冷气体。