宇宙高能辐射研究

Gamma-ray bursts (GRBs) and the electromagnetic counterparts of gravitational waves have become hot topics for astrophysical researches. Based on the observational data of insight-HXMT, this project aims to study the temporal and spectral properties of GRBs, especially on the spectral lags and the minimum variability timescale. With the analyzed results, the properties of central engine and the prompt emission mechanisms can be constrained. Besides, insight-HXMT will be used to monitor the high-energy electromagnetic counterparts of merger events and fast radio bursts. Follow-up observations will be carried out if necessary.

伽马暴和引力波电磁对应体的研究是最近研究的热门课题。本项目将利用慧眼-HXMT的连续性观测数据研究伽马暴的时变和能谱性质，结合已有的观测结果研究能谱时延和最小光变时标。根据能谱时延和最小光变时标，以及能谱性质，对伽马暴的各种模型进行检验。实时监测引力波电磁对应体和快速射电暴伽马辐射，并进行必要的后随观测。争取观测到引力波电磁对应体或者是给出相应能段的流强限制。

慧眼卫星在轨运行以后，我们构建了GRB值班流程和GRB数据分析流程。在4年的慧眼项目运行期间稳定运行，并且已经实现了GRB数据的自动化分析。可利用软件自动检测数据的完整性，自动进行GRB搜索，自动生成GRB数据产品，实现对GRB的快速监测。提出了新的目标搜索算法，有效提高了GRB的搜索效率以及发现弱暴的概率。针对数据分析中发现的疑似GRB信号，构建了疑似GRB表，并通过其他卫星的数据，对疑似源进行交叉证认。完成了慧眼-HXMT 的GRB数据分析的标定数据库的更新工作，重建慧眼卫星的质量模型，增加了Gent4模拟的入射方向，获得了更准确的响应矩阵库。对所有引力波事件、FRB和IceCube中微子事件进行了快速上限分析，部分发布了GCN。截至2021年底，慧眼-HXMT卫星工作状态良好，观测到了300多个伽玛暴（GRB），并发布多个GCN。本项目的研究主要内容是完善GRB的搜索算法，建立完善的GRB值班流程与快速数据产品生成和分析流程，通过数据积累形成慧眼自己的GRB样本，对GRB进行统计性质的研究。同时对引力波高能电磁对应体进行监测与上限分析，对快速射电暴高能辐射进行监测。项目的研究结果体现在慧眼的科学论文成果中，我们在课题期间完成了GRB的统计样本的文章，GRB搜索算法和引力波高能电磁对应体的上限分析的文章，和快速射电暴FRB200428对应的X射线暴的光变和能谱分析文章。