南京大学考研，南京大学考研专业有哪些
TOP前言
“TOP大学来了”小编按，12月8日，南京大学张彬彬教授和美国内华达大学拉斯维加斯分校教授张冰教授作为论文的共同通讯作者在全球顶级科研期刊《Nature》发表题为 “A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin”的研究论文。南京大学是本文的第一作者单位。
2022全国高校天文学科唯一一篇正刊来了
“TOP大学来了”小编按，12月8日，南京大学张彬彬教授和美国内华达大学拉斯维加斯分校张冰教授作为论文的共同通讯作者在全球顶级科研期刊《Nature》发表题为 “A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin”的研究论文。南京大学天文与空间科学学院博士研究生杨俊为本文的第一作者。
本文“含金量”高，是2022年度全国高校天文学科唯一一篇NS正刊。
截止发稿前，南京大学2022年在Nature、Science顶级科研期刊上发表的“一作+通讯”论文已达到11篇，南大是目前中国内地高校唯一一所全部正刊论文未涉及生医学科的高校。
南大张彬彬团队发现了一例观测上具有特殊意义的伽马射线暴GRB 211211A，通过详尽的数据分析得出这一长伽马暴与千新星成协的证据，并原创性地提出了这一事件背后的特殊物理起源，指出其前身星可能为中子星-白矮星并合系统
南大科研团队发现长伽马射线暴与千新星成协，提出新的前身是模型
伽马射线暴是来自宇宙深处的一种伽马射线辐射突然增强并快速衰减的爆发现象。自1967年被人类首次发现以来，伽马射线暴的观测样本已有近万个。通过对这些大样本的统计，人们发现，伽马射线暴的持续时间覆盖了从数毫秒到数千秒的范围，其分布以两秒为界呈现出显著的双峰结构。因此伽马射线暴被分为短暴和长暴，其典型持续时间分别在0.5秒和25秒左右。
长短暴的物理起源一直是天文学家争论的焦点。长期以来天文学家推断二者有着截然不同的物理起源：长暴是大质量恒星演化到末期核坍缩时的产物，伴随着超新星爆发；短暴起源于致密双星并合（即中子星-中子星、或中子星-黑洞的并合），伴随一种名为千新星的热暂现源。上述观点也在恒星演化和能源机制等理论方面得到支持，例如：对于一个由吸积驱动的伽马暴“中心引擎”来说，其持续时间本质上可由前身星被吸积物质的密度来决定。这一密度决定了吸积过程的持续时间，进而可与伽马暴的持续时间（即伽马暴“中心引擎”活动时间）关联起来。根据这一关系，可推算出大质量恒星和中子星的密度所对应的吸积时间恰好与长暴和短暴的典型持续时间相符。
在观测方面，天文学家对长短暴物理起源的证实却历经了数十年。尽管二十世纪九十年代末，天文学家已经在长暴的光学余辉中发现了超新星爆发的特征谱线，证实了长暴的核坍缩起源，但直到2017年8月17日，天文学家对双中子星并合引力波事件GW170817以及短暴GRB 170817A的联合探测才正式建立起短暴和双中子星并合的关联性，同时证实了后随千新星的存在。至此，有关伽马射线暴两种物理起源，特别是短暴与千新星的关联性似已尘埃落定。
然而，在已知中发掘未知、在常例中寻找特例、在模式中引领创新，这向来是基础学科，特别是天文科研工作者的“行事风格”，对伽马射线暴的特殊物理起源的研究亦不例外。南京大学张彬彬教授研究团队多年来致力于伽马射线暴的产生机制和物理起源的研究，取得了多项突破性成果。近年来，通过对引力波伽马暴（Zhang, B.-B. et al. 2018, Nature Communications）、三胞胎伽马暴（Zhang, B.-B. et al. 2018, Nature Astronomy）、坍缩星起源短伽马暴（ Zhang, B.-B. et al. 2021, Nature Astronomy）等特殊伽马暴事件的研究，该团队不断地推进了人们关于伽马暴特殊物理起源和物理分类的认知。近日，该团队发表于《自然》期刊的论文揭示了一例特殊物理起源的长伽马射线暴事件，进一步证明了伽马暴起源的多样性，彰显“特殊”这一关键字在基础科学发现上的独特魅力。
这一特殊的伽马暴事件编号为GRB 211211A。其独特之处在于，它虽是一个长暴，却与千新星有明确的关联。该研究小组首先对它的瞬时辐射数据做了详尽的分析，发现它的光变曲线由一个13秒的主要爆发阶段和一个55秒的延展辐射阶段组成（图1）。其延展辐射特征与以往的“尾巴辐射”明显不同，呈现显著的高能辐射且能谱峰值能量远高于硬X射线的能量范围。这就意味着，人们无法像以前一样通过“冰山效应”将其解释为内秉的短暴，只能将其确定无疑地归类为长暴。然而， 这一伽马暴其它瞬时辐射特征、宿主星系特征和超新星缺失都与典型长暴的特征不符，却出奇地与致密星并合起源的短暴高度一致。南京大学张彬彬研究团队通过多波段观测数据寻找到了千新星辐射存在的证据（图2），从而一锤定音地确定了GRB 211211A的并合起源。这是首次发现爆发时间远超短暴典型时间的致密星并合起源的长伽马暴，也是首次发现来自长暴的千新星。
图1. GRB 211211A 的光变曲线
图片来源：Jun Yang, Shunke Ai, Bin-Bin Zhang, Bing Zhang et al., 2022, Nature, https://www.nature.com/articles/s41586-022-05403-8
图2. GRB 211211A 的多波段观测及其模型拟合
图片来源：Jun Yang, Shunke Ai, Bin-Bin Zhang, Bing Zhang et al. 2022. Nature. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05403-8
GRB 211211A独一无二的观测特征挑战了科学家们对伽马射线暴前身星系统和中心引擎模型的认知。首先，超新星缺失可以直接排除此暴起源于大质量恒星核坍缩的可能性；其次，主要爆发阶段的13秒时长超过了统计上短暴持续时间的上限（9秒），而理论上中子星-中子星/黑洞并合所提供的中心引擎吸积时标也很难达到如此长的时间。该研究团队进一步指出，现有的前身星模型都无法解释此暴独特的观测特征。因此，为解释该持续时间，研究者必须要提出一种新的前身星模型，其前身星系统必须包含密度低于中子星物质密度的致密天体，方可满足中心引擎的吸积时标达到数十秒的要求。此外，这一系统也必须产生足够的中子物质来支持千新星的产生。基于上述分析，新的前身星系统已彰明较著，即白矮星-中子星并合系统。该研究团队认为，白矮星-中子星并合之后产生了一个快速自转、高度磁化的中子星，即磁星。
磁星的旋转能和磁能驱动了55秒的延展辐射和数千秒的X射线平台辐射，并为千新星提供了额外的能量注入。该研究团队首次提出这一方案来解释GRB 211211A，并指出其能够自洽且完整地符合该暴的所有观测特征。未来的低频引力波探测器有望证实这种前身星系统的存在。图3形象地展示了上述模型产生的这一特殊的伽马射线暴。
图3. GRB 211211A 的艺术想象图
图片制作：南京大学艺术学院雷晗雨、陈静
科学指导及创意：南京大学天文与空间科学学院李子晗、杨俊、内华达大学拉斯维加斯分校艾舜轲
作者简介
张彬彬，南京大学天文与空间学院教授。博士毕业于美国内华达大学拉斯维加斯分校，后分别在美国宾夕法尼亚州立大学、阿拉巴马大学和西班牙安达卢西亚天体物理研究所进行博士后研究工作。2017年回国加盟南京大学，此前曾在NASA Swift和Fermi团队工作。
他的研究方向为高能天体物理，研究兴趣主要集中在伽马射线爆发和快速射电暴的理论及数据导向研究。在过去的十年里，他在天体物理学杂志上发表了150多篇论文，其中包括《Nature》和《Science》杂志上的论文。引用总数超过9700次，H指数为44。
编辑、审核：大可
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