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伽玛射线暴是来自于宇宙空间中伽玛射线在短时间里产生强烈爆发的天文现象。它于1967年被美国的Vela卫星发现。从那时开始,这个神秘的天文现象吸引着一批又一批的科研人员投身到这一领域。随着时间的推移,伽玛暴领域的一个个谜团被逐渐揭开。它的起源被确定为宇宙学起源;它的形成基本确定为双中子星合并(短暴)或大质量恒星的死亡(长暴)而造成;它的爆发过程通过火球模型得到研究;它的余辉甚至通过外激波模型而得到预测。
目前对于伽玛暴研究范围非常广泛,包括早期余辉,高能辐射,宿主星系的性质,能源机制等。除此之外,由于观测手段的提高,使得高红移伽玛暴的观测成为可能,因此伽玛暴还应用于高红移宇宙学的研究中,本文所关注的正是这一方面的内容一利用伽玛暴对宇宙再电离过程的研究。
伽玛暴余辉中的damping wing可以用来限制再电离。我们研究了dampingwing轮廓在考虑到电离度随红移演化下的改变,指出不同damping wing的轮廓主要由辐射源附近的星际介质来决定;我们还考虑了在辐射源周围形成一个电离区对damping wing的影响,发现在这种情况下在damping wing中会形成一个截断面;最后我们拟合了新近发现的高红移伽玛暴080913。
论文的章节安排如下:第一章是伽玛暴研究的总述,概述了人们伽玛暴领域多年以来的认识过程,并对伽玛暴的基本理论模型进行了介绍;第二章是再电离物理方面的内容,其中包括了关于类星体中已经很成熟的再电离研究方法的介绍和现阶段使用伽玛暴对再电离的研究;第三章介绍的是我们在使用伽玛暴研究再电离过程中所做的具体工作。