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伽玛射线暴的研究在过去的6年里取得了突破性的进展：1.伽玛射线暴的宇宙学起源得到了确认；2.火球模型的外激波理论对大部分的余辉光变曲线给出了令人满意的描述；3.观测到伽玛暴和超新星成协，表明伽玛暴可能起源于大质量恒星的死亡；4.一系列后标准效应如喷流效应，环境效应，能量注入等的提出使得我们能够解释那些不规则的余辉光变曲线，并反过来对能源给出了一些初步的限制。
本论文的体系安排如下：第一章从整体上介绍30来年认识伽玛暴的曲折历程；第二章讨论火球的致密性问题以及火球的相对论性运动；第三章介绍了相对论性激波的基础知识，伽玛暴的观测及内激波理论模型；第四章介绍伽玛暴结束后火球的进一步演化：极早期余辉及后期余辉的观测及理论(标准模型)；第五章介绍为更好的解释余辉复杂多变的光变曲线而引入的一些后期效应：如jet，环境效应，能量注入等；第六章介绍伽玛暴的能源模型，以及和伽玛暴相关的一些高能物理问题：如中微子，高能宇宙射线等。第七章到十章是本人的一些工作：
第七章，基于前人多波段拟合的数据讨论了GRB990123伴生的光学闪。认为对于厚壳层情形，反向激波有一个从非相对论向相对论转变的过程，并给了相应的光变曲线。在该基础上认为该光学闪是一个厚壳层所为。惊奇地发现多波段拟合的数据结合反向激波模型并不能很好地解释观测到的光学闪。
第八章，讨论加速相结束后壳层中含有大量中子而不完全是质子的火球的极早期余辉。发现在一些参数空间里，早期的动力学行为和质子火球相差甚远，并可能出现光学波段突然增亮的现象。
第九章，指出：前人研究星风环境中喷流的后期动力学演化时用了一个不正确的关系Γ∝t-1/2，事实上不能给出一个恰当的解析解。证实：和均匀介质情形一样，由于喷流的边缘膨胀以及Beaming效应的共同作用，光变曲线会出现一个明显的拐折。基于此导出了星风环境均匀介质环境下拐折时间的解析表达式，并以此出发导出了26个伽玛暴的初始张角以及相应的几何修正能量。发现它们的确有成团的趋势，尤其是8个被认为是星风起源的伽玛暴。平均而言，均匀介质环境中的伽玛暴的伽玛波段能量约为星风环境中的两倍，差距并不明显，所以认为两种环境下伽玛暴的前身星都为大质量恒星。
第十章，讨论了火球阶段的正负电子对的产生，湮灭和再辐射行为。认为确有大量的电子对产生，但是其再辐射(同步辐射)的频段较低，不会直接影响到BATSE的观测谱。正负电子对的存在对于极早期反向激波辐射的影响也不明显，至少对于光学波段是这样。
第十一章中总结了伽玛暴研究领域上存在的一些问题，并结合未来的探测卫星对理论研究作了一些展望。