Ядерные гамма-линии в исследованиях астрофизических объектов Галактики и Метагалактики

• Автор: Июдин, Анатолий Федорович
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 256 с. : ил.

Оглавление:
1 Введение
1.1 Роль ядерных гамма-линий в астрофизических исследованиях
2 Комптоновская Гамма-Обсерватория
2.1 Прибор КОМПТЕЛ — комптоновский гамма-телескоп
2.1.1 Восстановление энергии и направления регистрируемого гамма-кванта в приборе КОМПТЕЛ
2.1.2 Условия наблюдений и компоненты фона в приборе КОМПТЕЛ..
2.1.3 Основы анализа регистрируемой информации для прибора КОМПТЕЛ
2.1.3.1. Пространственный анализ
2.1.3.2. Спектральный анализ
2.2 Гамма-телескоп ЭГРЕТ
2.2.1 Принцип регистрации гамма-квантов прибором ЭГРЕТ
2.2.2 Восстановление энергии и направления регистрируемого гамма-кванта в приборе ЭГРЕТ
2.2.3 Основы обработки регистрируемой прибором ЭГРЕТ информации
для получения координат и спектра источника гамма-излучения
3 Наблюдения гамма-излучения в линии 1.157 МэВ от остатка сверхновой Кассиопея А
3.1 Первое наблюдение гамма-линии 1.157 МэВ от остатка сверхновой Кассиопея А
3.2 Проверка полученного результата регистрации прибором КОМПТЕЛ гамма-линии 1.157 МэВ от остатка сверхновой Кассиопея А
3.3 Анализ возможных имитаций у-линии 1.157 МэВ зарегистрированной от остатка сверхновой Кассиопея А прибором КОМПТЕЛ
3.4 Независимое подтверждение регистрации гамма-линий от распада 44П от остатка сверхновой Кассиопея А
3.5 Интерпретация результата регистрации гамма-линии 1.157 МэВ от остатка сверхновой Кассиопея А прибором КОМПТЕЛ
3.6 Вопрос количества 44П в остатке сверхновой Кассиопея А
3.7 Выводы к материалам Главы
4 Поиск источников излучения в гамма-линии 1.157 МэВ в плоскости Галактики
4.1 Генерация и анализ первой карты излучения галактики в гамма-линии с энергией 1.157 МэВ по данным прибора КОМПТЕЛ
4.2 Генерация и анализ конечного варианта карты излучения галактики в у-линии с энергией 1.157 МэВ по данным прибора КОМПТЕЛ
4.3 Ограничения на частоту сверхновых в Галактике по числу источников

зарегистрированных в линии 1.157 МэВ
5 Исследования свойств молодого галактического остатка
сверхновой Vela Jr
5.1 Свойства остатка сверхновой RX J0852.0-4
5.2 Морфологические особенности остатка сверхновой RX J0852.0-4622 по измерениям в других длинах волн и энергиях у-излучения
5.3 К определению возраста остатка сверхновой RX J0852.0-4
5.4 Независимое подтверждение регистрации гамма-линии 1.157 МэВ от остатка сверхновой Vela Jr. прибором КОМПТЕЛ
5.5 Молодой остаток сверхновой G1.9+0.3 содержащий 44Ti?
5.6 Молодой остаток сверхновой SN1987A содержащий 44Ti
5.7 Выводы по остатку сверхновой Vela Jr. содержащей 44Ti
6. Исследования гамма-излучения в линии 1.275 МэВ от галактических классических новых
6.1 Результаты исследований гамма-излучения в линии 22Na с энергией
1.275 МэВ от ближайших классических новых вспыхнувших в Галактике в
период 1991-1999 г.г
6.2. Наблюдения линии 1.275 МэВ изотопа 22Na прибором COMPTEL
6.2.1. Поиск локальных избытков излучения в линии 1.275 МэВ
6.2.2. Спектральный анализ и поиск излучения в линии 1.275 МэВ
6.3. Выводы из результатов наблюдений 1991-1994 гг
6.4. Излучение в линии 1.275 МэВ от Новой Кассиопеи 1
Выводы к Главе
7. Галактическое излучение в гамма-линии 1.275 МэВ
7.1 Результаты исследований глобального галактического излучения в линии с энергией 1.275 МэВ
7.2 Широтный и долготный профили интенсивности галактического излучения в гамма-линии с энергией 1.275 МэВ
7.3 Оценка частоты новых в балдже
7.4 Оценка потока в линии 1.275 МэВ от КЛНЭ в балдже
Выводы к Главе
8. Метод резонансного поглощения гамма-квантов в исследованиях источников с релятивисткими струями
8.1 Процессы резонансного поглощения гамма-квантов ядрами межзвездного и межгалактического вещества
8.2. Краткое описание приборов и методики анализа спектров квазаров
8.2.1. Прибор COMPTEL

8.2.2. Краткое описание прибора EGRET
8.2.3 .Анализ регистрируемых данных прибора COMPTEL
8.2.4.Особенности анализа спектров квазаров для прибора EGRET
8.2.4.1. Стандартный анализ спектров прибора EGRET
8.2.4.2. Специфика нашего анализа спектров прибора EGRET
8.3. Спектры квазаров измеренные приборами COMPTEL и EGRET
8.3. 1. Процесс фитирования спектров квазаров
8.3.2. Анализ СПИ квазара ЗС
8.3.3. Анализ СПИ квазара 3C
8.3.4. Анализ СПИ квазара PKS 0528+
8.3.5. Анализ СПИ квазара BL Lacertae
8.4. Возможность практического применения метода резонансного поглощения в исследованиях ранней Вселенной
Заключение
Список цитируемой литературы
Приложения
Приложение А: Подробные описания приборов КОМПТЕЛ и ЭГРЕТ
Приложение В: Заявка Июдина А.Ф. NRA 91-OSSA на исследование
гамма-линий с использованием данных регистрируемых
прибором КОМПТЕЛ
Приложение С: Заявки Июдина А.Ф. на наблюдения с использованием
прибора КОМПТЕЛ (Аннотации)
Приложение D: Заявка на наблюдения радио-телескопа АТСА
Приложение Е: Заявка на наблюдения телескопа NTT (ESO)
Приложение F: Технический OT4eT.COM-RP-MPE-DRG-
Приложение С:Технический OT4eT.COM-RP-MPE-DRG-
Приложение Н: Определение функции источника излучения в гамма-линии
1.275 МэВ от Галактического балджа

энергии, то величина -21пЛ следует распределению с одной степенью свободы, которая является величиной потока гамма-излучения от этого источника. Т.е., например величина -21пЛ = 9.0 для данного пикселя совпадающего с положением известного объекта будет означать детектирование этого объекта в данном диапазоне гамма-энергий с достоверностью Зо.
Более высокий порог детектирования обычно используется при детектировании неизвестного по другим измерениям (нового) источника гамма-излучения. В этом случае распределение величины -21пЛ следует распределению с тремя степенями свободы, а именно, неизвестными являются величина потока гамма-излучения источника, и его две галактические координаты. При этом для выработки утверждения о детектировании источника используется пороговая величина -21пЛ = 14.4, соотвествующая достоверности Зо для 3-х степеней свободы. С учетом же влияния возможных неоднородностей карты сканируемой прибором COMPTEL на больших, галактических масштабах (Schoenfelder et al. 1993), обычно использовалась большая величина -21пЛ > 16.5 (> З.Зо) для объявления о детектировании нового источника гамма-излучения прибором COMPTEL, что соответствует возможному фальшивому детектированию на уровне < 0.2 случайных точечных источников на всей галактической карте.
Потоки гамма-излучения в гамма-линии от исследуемого объекта определялись методом максимального правдоподобия (Bloemen et al. 1994). Если определенная методом максимального правдоподобия величина потока от предполагаемого источника излучения имеет значимое (> 4о) положительное значение , то в публикации результата измерений приводится эта измеренная, статистически значемая величина потока. Если в результате измерения получено нулевое или отрицательное значение, тогда цитируется величина верхнего предела, кот орая равна удвоенной статистической погрешности измерения потока в заданной точке на карте звездного неба. Если же измеренная величина потока положительна но меньше двухкратной величины статистической погрешности измерения, то тогда величина цитируемого верхнего предела принимается равной сумме измеренного потока плюс величина равная удвоенной статистической погрешности измерения. При этом может оказаться что цитируемая величина верхнего предела может быть чуть меньше, или даже равной потоку с величиной равной сумме 4 стандартных статистических отклонений.
Работа над совершенствованием методов пространственного анализа данных регистрируемых прибором КОМПТЕЛ не прекращалась в течение всего времени работы обсерватории КТО. В результате этой работы коллаборации описанной в статьях Schoenfelder et al. (1993), Bloemen et al. (1994), Strong et al. (1994), Knoedleseder et al. (1996), Oberlack (1997), Kappadath (1998), Bloemen et al. (2000), был выработан общий подход к к пространственному анализу данных прибора КОМПТЕЛ.
Этот подход к построению карт звездного неба в диапазоне энергий гамма-излучения регистрировавшихся прибором КОМПТЕЛ, в условиях варьировавшегося во времени приборного фона, с учетом вклада компонент