拟提名2024年度云南省科学技术奖励项目公示（云南省自然科学奖一等奖）
根据《云南省科技厅关于2024年度云南省科学技术奖提名工作的通知》要求，现将中国科学院昆明分院拟提名的云南天文台成果“伽玛射线暴辐射机制研究”项目信息予以公示，公示期自4月23日起至4月28日止。若对项目有异议，请公示期内实名并附书面材料向云南天文台科技处提出。若无异议，将按相关程序提名云南省科学技术奖励。
联 系 人：李少昆
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邮 箱：lisk@ynao.ac.cn
一、项目名称
伽玛射线暴辐射机制研究
二、提名者及提名等级
提名者：中国科学院昆明分院
提名等级：云南省自然科学奖一等奖
三、项目简介
该项目属于天体物理学研究领域。伽玛射线暴（以下简称伽玛暴）是宇宙中最为剧烈的高能爆发现象，同时，伽玛暴和高频引力波事件密切相关。目前，伽玛暴发生的物理起源仍是未知之谜。伽玛暴在甚高能、伽玛射线、X射线、光学和射电波段都产生辐射，使得伽玛暴辐射机制研究成为伽玛暴爆发物理起源的一项重要的科学内容。近年来，伽玛暴高能偏振研究成为新兴的研究方向。该项目在伽玛暴辐射机制研究方向上，所取得的主要成果如下：
1.提出由湍流导致小尺度无序磁场产生的物理机制，将这一物理机制引入相对论电子在小尺度无序磁场的辐射过程中。系统发展了相对论电子在小尺度无序磁场的辐射机制，并采用这一辐射过程解释了伽玛暴瞬时辐射和甚高能辐射。在这一辐射理论框架下，确定了伽玛暴小尺度辐射区的辐射时标和尺度。明确了粒子加速和辐射可以在高能天体小尺度区域内发生。该辐射机制是对现有理论中大尺度磁场要求的理论突破，是对高能天体物理辐射机制的进一步发展。
2.采用相对论电子在小尺度无序磁场辐射的物理模型进行伽玛暴高能偏振辐射机制研究，解释了伽玛暴瞬时辐射的偏振特性；在此基础上建立了相对论电子小尺度无序磁场偏振辐射转移的理论模型，解释了伽玛暴余辉辐射的偏振观测特性。
3.采用热电子和非热电子共存的电子能谱分布研究同步加速辐射的偏振性质，并建立了这一框架下的偏振辐射转移理论模型。使用该理论模型解决了观测上伽玛暴光学圆偏振的疑难问题。将包含消偏振性质的同步加速辐射模型推广至具有相对论喷流的高能天体偏振研究领域中，解决了长期以来采用同步加速辐射解释观测存在的低偏振疑难问题。
4.提出伽玛暴内激波辐射区非均匀磁场结构模型，磁场强度随时间幂率下降。采用这一磁场结构对伽玛暴瞬时辐射的能谱进行计算，解释了伽玛暴瞬时辐射低能端能谱硬化的观测现象。
四、代表性论文专著目录
1、 Mao J., Wang J. Knot in Centaurus A: A Stochastic Magnetic Field for Diffusive Synchrotron Radiation? 2007, ApJL, 669, L13
2、 Mao J., Wang J. Linear Polarization, Circular Polarization, and Depolarization of Gamma-ray Bursts: A Simple Case of Jitter Radiation 2017, ApJ, 838, 78
3、 Mao, J. Li. L., Wang J. Spectral Diversities of Gamma-Ray Bursts in High-energy Bands: Hints from Turbulent Cascade 2020, ApJ, 898, 14
4、 Mao J., Wang, J. Jitter radiation: towards TeV-photons of gamma-ray bursts 2021, MNRAS, 505, 4608
5、 Mao J., Wang J. Synchrotron Polarization of Relativistic Thermal Electrons 2018, ApJ, 854, 51
6、 Mao J., Covino S., Wang J. Synchrotron Polarization Radiative Transfer: Relativistic Thermal Electron Contribution 2018, ApJ, 860, 153
7、 Zhao X.-H., Li Z., Bai J. The Bulk Lorentz Factors of Fermi-LAT Gamma Ray Bursts 2011, ApJ, 726, 89
8、 Zhao X.-H., Li Z., Liu X., Zhang B.-B., Bai J.M., Meszaros P. Gamma-Ray Burst Spectrum with Decaying Magnetic Field 2014, ApJ, 780, 12
五、主要完成人基本情况
| 姓名 | 工作单位 | 职称 | 职务 |
| 毛基荣 | 中国科学院云南天文台 | 研究员 | 无 |
| 赵晓红 | 中国科学院云南天文台 | 副研究员 | 无 |
| 王建成 | 中国科学院云南天文台 | 研究员 | 无 |
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