Gamma-ray bursts: towards a standard candle luminosity
在伽马射线暴(GRB)的研究中,通常假设亮度级反映距离级,比较亮和暗GRB的平均性质。当亮度是用来反映到光源的距离时,使用一个具有小的本征色散的量仍然很重要。我们在这里提出了一种方法来比较的固有色散的各种措施的伽玛暴亮度。这种方法假设附近的爆发是均匀分布在一个欧氏空间,没有密度或光度的演变。然后我们用它来比较BATSE目录中的5个GRB亮度测量值。我们的分析表明,更好的(即分散)的亮度措施,在低能量和伽玛射线暴更接近标准烛光低于100千电子伏以上。我们认为,超过100千电子伏的发射光束可以解释这种行为。
1997-10-09 astro-ph
Present and Future Prospects for GRB Standard Candles
根据Ghirlanda等的几何校正能量(E_gamma)与静止帧瞬发暴谱峰值(E_p)之间的幂律关系,构造的GRB标准烛光虽然比Ia超新星具有某些潜在的优势,但在天体学上还没有实用价值。这在很大程度上是由于\~20伽玛暴的小样本所需的测量红移,喷流中断,和峰值能量,以及输入假设的幂律拟合优度的强灵敏度。最重要的发现涉及环爆介质对通常未知的密度(和密度分布)的敏感性。虽然E_p-E_gamma关系在许多宇宙学中都是非常重要的相关性,但在样本扩展到包括许多低z事件之前,它对Omega_M最敏感,但对Omega_Lambda和w基本上不敏感,希望仅用高z GRB数据来约束dw/dt。这种关系显然代表了在寻找经验伽玛射线暴标准烛光方面的一个重大改进,但由于这种关系的物理基础未知,缺乏低z训练集以独立于宇宙学的方式校准这种关系,以及几个主要的潜在系统不确定性和选择效应,进一步阻碍了这种关系。直到这些问题得到解决,一个更大的样本被收购,并试图边缘化或执行蒙特卡罗模拟的未知密度分布,我们敦促谨慎有关的主张的实用性伽玛射线暴宇宙学,特别是试图结合伽玛射线暴与超新星Ia。
2005-04-14 astro-ph
On the nature of the GRBs-SGRs blazing jet
研究通过强灯塔喷流模型解释GRBs和SGRs并非标准烛光或各向同性爆炸,探讨喷流极端定向和高亮度的成因。
1999-08-04 astro-ph astro-ph.CO astro-ph.HE
Reconstructing the Cosmic Expansion History up to Redshift z=6.29 with the Calibrated Gamma-Ray Bursts
最近,伽马射线暴(GRB)被认为是Ia型超新星(SNIa)的补充宇宙学探测器。自从几个经验的伽玛暴光度关系被提出作为距离指示器以来,伽玛暴一直被提倡作为标准烛光。然而,在直接使用伽玛暴时存在所谓的循环问题。最近,一个新的想法,以完全宇宙学无关的方式校准伽玛暴已被提出,并解决了圆度问题。在目前的工作中,按照梁{ \it et al.}提出的方法,我们用307个SNIa用Amati关系标定了70个伽玛暴。然后,按照Shafieloo { \it et al.}提出的方法,我们用标定的伽玛暴平滑地重建了直到红移$z=6.29$的宇宙膨胀历史。我们在重建结果中发现了一些新的特征。
2009-08-31 astro-ph gr-qc hep-th
Gamma Ray Bursts: new rulers to measure the Universe
对宇宙的最佳测量应该使用任何红移的标准“标尺”。Ia型超新星(SN Ia)探测的宇宙z $\sim$ 1.5,而宇宙微波背景(CMB)的主要各向异性基本上涉及$z\sim$ 1000。显然,伽马射线暴(GRB)几乎都是标准的烛光。然而,它们的发射是准直的,准直校正的能量与大多数瞬发辐射发射的频率密切相关,如Ghirlanda等人(2004年)所发现的。通过这种关联,我们可以足够精确地推断出爆发能量,以探测中等红移($z<10$)宇宙。使用最有名的15伽玛暴,我们发现非常令人鼓舞的结果,强调宇宙学伽玛暴的作用。与SN Ia的组合拟合产生$Ω_{\rm M}=0.37\pm0.10$和$Ω_Λ=0.87\pm 0.23$。另外假设宇宙是平坦的,则参数被约束为$Ω_{\rm M}=0.29\pm0.04$和$Ω_Λ=0.71\pm 0.05$。伽玛暴完成了Ia超新星和CMB初级各向异性之间的“缺失环节”。他们可以提供一个新的洞察暗能量的宇宙效应,通过集成萨克斯沃尔夫效应的CMB二次各向异性提供的一个补充。伽玛射线暴出人意料的标准烛光宇宙学作用激发了人们对发射伽玛射线暴专用卫星雨燕时所能获得的最乐观的希望。
2004-08-19 astro-ph
SN 2006aj and the nature of low-luminosity gamma-ray bursts
我们提出了SMARTS联盟的光学/红外光变曲线SN 2006 aj与GRB 060218。我们发现,这一事件是广泛类似的两个先前观察到的事件SN 1998 bw/GRB 980425和SN 2003 lw/GRB 031203。特别是,与典型的长持续时间伽马射线暴相比,所有这些事件在伽马射线中都大大发光不足。我们发现,即使是一个这样的事件斯威夫特的观察意味着一个足够大的真实事件率,以创建困难,在解释这些事件作为典型的伽玛暴观察离轴。因此,这些事件似乎与高亮度伽玛暴有本质的不同,而且比高亮度伽玛暴更常见,后者已经被大量观测到,红移至少为6.3。伽玛暴的内禀能量范围的存在可能会对使用伽玛暴作为标准烛光提出挑战。
2006-05-30 astro-ph
Hubble Diagram of Gamma-Rays Bursts calibrated with Gurzadyan-Xue Cosmology
伽马射线暴(GRB)是已知宇宙天体中最明亮的天体,如果作为标准烛光使用得当,它对宇宙学研究具有重要的潜力。在本文中,我们测试与伽玛暴的宇宙学预测的暗能量的Gurzadyan-Xue(GX)模型,一种新的理论,预测,没有任何自由参数,目前的真空涨落能量密度接近的值推断SNIa的观测。我们还比较了GX结果与一致性情景$Λ$ -CDM预测的结果。根据Schaefer(2007)的统计方法,在对特定模型进行一致校准后,使用从伽马射线暴观测值获得的几个经验关系,使人们能够探索当前的宇宙学模型。基于这种新方法,我们使用了Schaefer(2007)收集的69个GRB样品;最近发布的SWIFT卫星数据(Sakamoto et al. 2007)以及Rizzuto et al.(2007)收集的41个GRB样品,其中具有更坚定的红移。两个数据样本都跨越了红移约为7的距离尺度。我们证明了GX模型与Schaefer(2007)69 GRB样本的哈勃图是兼容的。这种调整与协调$Λ$ -CDM的调整几乎相同。
2008-05-11 astro-ph gr-qc
Are Gamma-Ray Bursts a Standard Energy Reservoir?
在对伽马射线暴(GRB)的观测中,最重要的发现之一是伽玛射线暴的总能量在10^51尔格附近有一个非常窄的分布,这使得人们宣称伽玛射线暴是标准的能量爆炸。正如人们所声称的那样,他们忽略了选择偏差,这一点一定很重要,因为伽玛射线暴观测是强注量或通量限制的。在本文中,我们表明,当考虑选择效应,伽玛暴能量的本征分布可以很宽。由于注量或通量的限制,微弱伽玛暴的数量被大大低估了。分布的明亮部分受到另一个重要的选择效应的影响,该效应来自于伽玛暴喷流的集束,这是与仪器无关的,并且是由于较亮的伽玛暴倾向于具有较小的喷流角,因此被检测到的概率较小。我们的发现表明,伽玛暴不是一个标准的能量库,并挑战的建议,伽玛暴可以作为标准蜡烛探测宇宙学。
2008-06-17 astro-ph
GRBs spectral correlations and their cosmological use
长伽玛暴瞬发能量的关联是理解伽玛暴物理的一把新钥匙。这些关联式已被证明是使长伽玛暴成为一类新的标准烛光的工具。伽马射线暴是在硬X射线波段探测到的非常强大的宇宙学源,代表了在红移范围内研究宇宙的新工具,它与其他宇宙学探测器(SNIa和CMB)所覆盖的范围是互补的。本文综述了Ep-Eiso、Ep-Egamma、Ep-Eiso-tjet、Ep-Liso-T0.45的相关性。开放的问题,这些相关性(例如存在的离群值和选择效应),并将其用于宇宙学的目的(例如依赖模型假设)进行了讨论。最后,根据最近提出的一些解释谱能相关性的模型,讨论了伽玛暴谱中热成分的相关性。
2007-02-07 astro-ph
A new method optimized to use Gamma Ray Bursts as cosmic rulers
本文提出了一种新的方法来处理作为宇宙标尺的长伽马射线暴。最近发现的准直校正的伽玛暴能量和伽玛射线谱的峰值之间的紧密相关性,开辟了使用伽玛暴作为一个新的类别的标准蜡烛的可能性。不幸的是,由于缺乏低z伽玛暴,到目前为止,这种相关性是从高z伽玛暴中获得的,其结果是它取决于我们试图约束的宇宙学参数。希望在几年内,当低z伽马射线暴样本增加到足够多的时候,这个圆形问题将得到解决。与此同时,我们在这里提出了一个新的贝叶斯方法,缓解了上述的圆形问题,并允许引入新的约束的宇宙(Om,OL)图,以及探索宇宙运动学z~3。我们提出的方法提供了进一步的优势,方便的问题(Om,OL)游荡线奇异性,不可避免地出现时,使用标准蜡烛与z>2。伽玛暴与超新星Ia数据的结合使得流行的LambdaCDM宇宙学在68%的置信水平上与哈勃图更加一致。对于一个平坦的宇宙学,我们发现Om=0.28 \pm 0.03的组合GRB+SN Ia数据集。相应地,宇宙减速和加速之间的跃迁红移为z_T=0.73 \pm 0.09,略大于单独考虑超新星Ia所得到的值。我们简要地讨论了我们的结果也在非-LambdaCDM暗能量模型。
2005-01-18 astro-ph
Testing the GRB Variability/Peak Luminosity correlation using the pseudo-redshifts of a large sample of BATSE GRBs
我们检验了Reichart等人(2001)发现的伽马射线暴(GRB)的时间变异性和峰值亮度之间的相关性。最近Guidorzi等人(2005)发现,这仍然适用于32个具有光谱红移的伽玛暴样本,尽管散射比Reichart等人(2001)最初发现的散射更大。然而,Guidorzi等人(2005)也发现幂律并不能很好地描述这一点。我们报告了对551个BATSE伽玛暴样本进行的相同测试,假设Band等人(2004)(1186个伽玛暴)通过光谱滞后和峰值亮度之间的关系推导出伪红移,并对变异性进行了显著测量。我们仍然发现Reichart等人(2001)定义的可变性与峰值亮度之间的相关性具有更高的显著性。然而,BATSE伽玛暴的这个子样本在最佳拟合幂律附近的散射比Reichart等人(2001)在变率/峰值亮度空间中发现的散射更大。这与Guidorzi等人(2005)在32个测量到红移的伽玛暴样本上发现的结果一致。这些结果证实了幂律并不能对所有的伽玛暴提供令人满意的描述,这与Reichart等人(2001)的原始发现相反。
2005-08-23 astro-ph
A Statistical Treatment of the Gamma-Ray Burst "No Host Galaxy" Problem: II. Energies of Standard Candle Bursts
随着一些爆发后的余辉与微弱星系重合的发现,寻找宿主星系不再是检验爆发是否是宇宙学的,而是检验特定的宇宙学模型。我们开发的方法来调查原来的“无宿主星系”的问题是同样有效的测试不同的宇宙学模型,并适用于符合光学瞬变的星系。我们将这种方法应用到一个家庭的模型,我们不同的总能量的标准蜡烛爆裂。我们发现E<2 e52 erg的总各向同性能量被排除,而log(E)~53 erg是有利的。
1998-11-13 astro-ph
An independent estimate of the cosmological distance to GRB970228 and GRB970508
假设双星中子星合并为标准烛光模型,利用BATSE观测到的伽玛暴的平均统计性质,得到了GRB 970228和GRB 970508的红移与光学对应物的独立估计.在宇宙学项Λ=0.7的平坦宇宙中,根据伽玛暴谱的幂律指数s=-1.1 \pm 0.3和初始恒星形成的红移z *=3-10,我们分别导出了GRB 970228和GRB 970508的z=0.7 \pm 0.1和z=1.9 \pm 0.1.
1997-05-13 astro-ph
A Gamma-Ray Burst Mission to Investigate the Properties of Dark Energy
[摘要]最近,伽马射线暴爆发谱的峰值能量、爆发的各向同性等效能量、和爆发的辐射能量。在某种程度上,这完全类似于Ia型超新星的峰值光度和光变曲线下降率之间的关系,可以用来使Ia型超新星成为优秀的标准烛光,宇宙学,所以同样,Epk,Eiso和Egamma之间的关系指向一种方法,使用伽玛射线暴作为宇宙学的优秀标准蜡烛。此外,伽玛暴发生在z=0.1到至少z=4.5的宽红移范围内,它们和它们的余辉都很容易在z > 8时被探测到。因此,伽马射线暴作为宇宙学的"标尺“,在测量宇宙随时间的膨胀率,以及暗能量的性质(即,Omega_M、Omega_Lambda、w_0和w_a)。我们描述了一个可能的MIDEX级任务的概念,致力于使用伽玛暴约束暗能量的属性,将获得这些数量为> 800个爆在红移范围0.1 >~ z <~ 10在2年的任务。该爆破样品将使Omega_M和w_0分别被确定为+/- 0.07和+/- 0.06(68% CL),并且w_a被显著限制。
2005-07-15 astro-ph
Testing the standard fireball model of GRBs using late X-ray afterglows measured by Swift
我们发现,所有的X射线衰变曲线的伽玛暴测量斯威夫特可以拟合使用一个或两个组件,这两个组件具有完全相同的功能形式,包括一个早期下降指数相,其次是幂律衰减。第一个分量包含瞬发γ射线发射和初始X射线衰变。第二个分量出现较晚,持续时间较长,约80%的伽玛暴都存在。它很可能是由外部冲击引起的,最终发展成X射线余辉。在剩余的~20%的伽玛暴中,第一分量的初始X射线衰变比第二分量衰减得更慢,并且在后期占主导地位,形成余辉,但不清楚这种发射的起源是什么。的时间衰变参数和伽马/X射线光谱指数导出的107伽玛暴的标准火球模型,包括搜索可能的“射流休息”的期望进行比较。对于~50%的伽玛暴观测到的余辉是符合模型,但其余的时间和光谱指数不符合预期的封闭关系,并暗示持续,晚,能量注入。我们确定了几个可能的射流休息,但也有许多例子,这种休息的预测,但缺席。第二分量的指数相转变为最终幂律衰变余辉的时间T_a与γ能谱的峰值E_peak相关。这类似于吉兰达关系,表明这个时间在某种程度上与雨燕前爆发的光学观测到的破裂时间有关。
2006-12-01 astro-ph
Testing for Extragalactic Correlations of Gamma-Ray Bursts
如果伽马射线暴(GRB)是宇宙学的,它们不一定要与宿主星系在空间上重合--在许多宇宙学模型中,祖先星系被喷射到离母星系很远的地方。虽然GRB 970228的光学瞬变可能接近于一个暗淡的星系,但如果祖星系被喷射到~50 kpc,那么该区域还有其他几个星系可能是宿主。如果伽玛射线暴来自这样一个广泛分布的祖先群体,那么就有可能寻找光学瞬变和附近星系之间的统计相关性。我们提供了一个统计框架量化潜在的宿主星系和伽玛暴之间的相关性,考虑到星系的集群。从模拟中,我们估计,如果伽玛暴发生在其主机的l < 100 kpc,那么光学观测B < 24.0的星系场附近的6个光学瞬态位置需要找到一个相关性与潜在的主机在95%的置信水平。本文构造的方法可扩展到任何互相关分析,并且如果对象的任一集合被聚类,则特别有用。最后,如果伽玛暴的距离尺度被建立为宇宙学的,这种分析可以用来确定伽玛暴在其宿主星系附近的空间分布。
1997-05-13 astro-ph
Testing the gamma-ray burst variability/peak luminosity correlation on a Swift homogeneous sample
我们测试的时间变化和峰值亮度的$γ$ -射线轮廓上的36个雨燕/BAT的GRB与公司红移测定均匀样品的伽马射线暴之间的相关性。这是第一次,这种相关性可以测试一个同质的数据样本。只要忽略6个低亮度伽玛暴(在静止坐标系100-1000 keV能带中<5 × 10 ^{50} erg s^{-1}),相关性就得到了证实。我们确认,相当大的分散的相关性已经知道是不是由于不同的仪器与不同的能量带的数据的组合,但它是内在的相关性本身。由于Swift/BAT前所未有的灵敏度,在低光度GRB上测试了可变性/峰值光度相关性。我们的结果表明,这些伽玛暴是明确的离群值。
2007-04-19 astro-ph
Testing the blast wave model with Swift GRBs
雨燕伽玛暴光变曲线的复杂结构使得对暴裂的识别以及对暴裂所引起的冲击波的解释比雨燕之前更加困难。我们的目标是识别可能隐藏的断裂,并约束爆炸波参数;电子能量分布p,环爆介质密度分布k,以及持续能量注入指数q。我们这样做,通过比较所观察到的多波长光变曲线和X射线光谱的我们的样品的预测的冲击波模型。我们可以成功地解释所有的爆发,在我们的样本10,除了两个,在这个框架内,我们可以估计,有信心,电子能量分布指数为6的样本。此外,我们确定在一些突发射流中断。对p分布的统计分析表明,即使在最保守的最小分散情况下,这些值也不符合单一的普适值。K值表明,环爆流密度分布不是从只有一个恒定的密度或风样媒体人口。
2009-02-27 astro-ph
Functional biases in GRB's spectral parameter correlations
伽马射线暴(GRB)具有不同的光谱形状、光变曲线、持续时间和宿主星系,并且它们在很宽的红移范围内爆炸。然而,它们中的大多数似乎遵循与其能量有关的一些观测量之间的非常紧密的相关性。如果是真的,这些相关性对爆发物理学有重要意义,对理论模型有约束。此外,已经提出了一些建议,使用这些相关性,以校准伽玛暴作为标准蜡烛和约束宇宙学参数。本文研究了伽玛暴瞬发光谱中低能$α$指数与红移$z$之间的宇宙学关系。本文对伽玛暴谱中各向同性总能量$E_{iso}$与峰值能量$E_p$之间的关系(也称为Amati关系)进行了统计分析,寻找可能的函数偏差。评价了$α$与$(1+z)$相关性对$E_{iso}$与$E_p$关系的可能影响。我们使用MonteCarlo模拟和Bootstrap方法来评估功能偏差对$E_{iso}$和$E_p$的影响有多大。我们发现,高值的线性相关系数,高达约0.8,在$E_{iso}$与$E_p$的关系,获得随机产生的样本的伽玛暴,确认相关的功能偏差。天体物理学的后果,从$E_{iso}$与$E_p$的关系,然后进行修订后,更准确和可能的偏见自由分析。
2007-10-11 astro-ph
X-ray afterglow light curves : toward standard candle ?
我们研究了在X射线和可见光波长下观察到的余辉光变曲线的聚集现象。我们构造了61个已知距离和X射线余辉的爆发样本。该样本包括BeppoSAX、XMM-Newton、Chandra和SWIFT观测到的爆发。我们校正了宇宙学效应的光变曲线,并比较了爆发后一天观测到的X射线通量。我们检查所观察到的流量和突发的光谱和时间属性之间的相关性。我们证实了Boer和Gendre(2000)的结论,即X射线余辉光变曲线在亮度上是成簇的,即使考虑最后的SWIFT数据也是如此。我们只观察到这种聚集的余辉光变曲线,包括与荧光相关的数据扩大了分布。光学光变曲线也有类似的聚集现象,伽玛暴源可分为三类,即光学和X射线亮余辉、光学和X射线暗余辉以及光学亮-X射线暗余辉。我们认为这种聚集与火球的总能量、外部介质密度、火球能量在相对论电子和磁场中所占的比例有关。这些参数可以固定为标准值,也可以相互关联。最后,我们提出了一种根据暴后一天观测到的X射线通量和光学性质估算伽玛暴源红移的方法。用这种方法计算了GRB 980519和GRB 040827的红移分别为1.4 ± 0.2和1.9 ± 0.3。我们测试了这种方法在最近检测到的三个SWIFT伽玛暴已知的红移,并发现它在很好的协议与报告的距离从光学光谱。
2008-05-05 astro-ph
A time - luminosity correlation for Gamma Ray Bursts in the X - rays
伽马射线暴(GRB)作为一种将哈勃图扩展到极高红移的可能途径,近来引起了人们的广泛关注。然而,它们的内在性质的大的分散性阻止了直接使用它们作为距离指示器,因此寻找涉及可观测性质的关系以标准化伽马射线暴是开放的,就像菲利普斯定律使得可以使用Ia型超新星(SNeIa)作为可测量的蜡烛一样。我们在这里使用的数据X射线衰变曲线和光谱指数的样本伽玛暴观测与雨燕卫星。这些数据被用作贝叶斯统计分析的输入,以寻找余辉曲线的X射线光度L_X(T_a)和时间常数T_a之间的相关性。我们发现\log{[L_X(T_a)]}和\log{[T_a/(1+z)]}之间的线性关系与内在的散射sigma_{int} = 0.33以前报道的关系。值得注意的是,无论是斜率和内在的散射几乎是独立的物质密度Omega_M和常数状态方程的暗能量分量,从而表明圆形问题是缓解了$L_X - T_a$关系。
2008-09-08 astro-ph
Gamma Ray Bursts as cosmological tools
最近发现,伽马射线暴的静止坐标系固有性质之间存在非常紧密的相关性,这使得把它们作为“标准烛光”成为可能。该相关性将GRB瞬发发射峰值光谱能量E_peak与针对这些源的准直角θ_jet校正的能量E_gamma相关联。利用伽玛暴约束宇宙学参数和研究暗能量的性质是非常有希望的。
2005-12-30 astro-ph
Jet break time -- flux density relationship and constraints on physical parameters of GRB afterglows
本文导出了伽玛暴余辉光变曲线突变点的通量密度$F_{ν,j}$与突变时间$t_{j}$之间的关系。当喷流的洛伦兹因子等于初始半张角的倒数时,即,$γ=1/θ_0$。我们表明,这种关系确实表现为$F_{ν,j}\propto t_{j}^{-p}$之间的伽玛暴慢冷却的情况下,其中$p$是幂律指数的电子分布。对9个暴的光学喷流破裂进行了统计分析,得到了与激波加速理论相一致的$p=2.10\pm 0.21$。以这种方式导出的$p$的值不同于观测到的$t_{j}$之后的后期光变曲线的时间指数$α_2$($F_ν\propto t^{-α_{2}}$),后者由于侧向膨胀的流体动力学不清楚而具有几个不确定性,并且表现出很大的分散性。我们的结果不仅证实了伽玛暴的残余是标准烛光,而且首次证明了相对论性激波的物理参数是普适的,其最佳值为$ε_{e}\sim 0.1$和$ε_{B}\sim 10^{-3}$。
2004-11-01 astro-ph
Overcoming the Circular Problem for γ-ray Bursts in Cosmological Global Fitting Analysis
由于缺乏低红移长伽马射线暴(GRB),圆问题一直是GRB作为宇宙学蜡烛的严重障碍。本文提出了一种新的方法来处理MCMC全局拟合分析中的这一问题。假设伽玛暴子样本中不同观测量之间存在某种关联,对于关联关系中涉及的参数,我们将其作为自由参数,通过对伽玛暴数据和其它观测数据的MCMC分析,与宇宙学参数同时确定。那么循环问题在这个过程中自然就消除了。我们以吉兰达关系为例,同时牢记关于其物理有效性的争论。结合Ia型超新星、WMAP和SDSS观测数据,我们选取了27个具有Ghirlanda关系的伽玛暴,并进行了MCMC全局拟合。我们考虑了$Λ$ CDM模型和动力学暗能量模型。在每种情况下,除了对相关的宇宙学参数的约束,我们得到的最佳拟合值以及相关参数$A$和$C$的分布。我们发现,除了伽玛暴以外的观测数据集也可以通过它们与宇宙学参数的简并而对$A$和$C$产生相当大的影响。在$1σ$范围内,对不同宇宙学模型的$A$和$C$的计算结果符合得很好.所有分析模型中$A$的最佳拟合值为$A\sim 1.53$和$σ\sim 0.08$。对于$C$,我们在$0.94-0.98$与$σ\sim 0.1$的范围内具有最佳值。还注意到,$A$和$C$的分布通常比文献中许多研究中使用的先验分布更宽。(删节)
2008-01-16 astro-ph
Testing Lorentz Invariance with GRB021206
自从发现伽玛暴的宇宙学起源以来,人们越来越有兴趣利用这些瞬态事件来探测10^16- 10^19 GeV范围内的量子引力能量标度,直到普朗克质量标度。这种能量尺度可以通过对来自宇宙学距离的高能光子的电磁辐射色散关系进行可测量的修改来体现。我们使用2002年12月6日伽马射线暴(GRB 021206)的数据,对光速的能量色散给出了一个上限。由这一单次伽玛暴导出的一阶量子引力效应的极限表明,能量标度超过1.8 × 10^17 GeV。我们讨论了一个程序,以进一步限制的能量尺度,系统地研究这样的伽玛暴。
2004-07-14 astro-ph
Observation and implications of the Epeak - Eiso correlation in Gamma-Ray Bursts
几十个伽玛射线暴红移的可用性,现在允许这些高能量瞬变的内在性质的研究。Amati等人最近发现了Epeak($νf ν$光谱的固有峰值能量)和Eiso(源辐射的各向同性等效能量)之间的相关性。Lamb等人已经表明HETE-2数据证实并扩展了这种相关性。我们在这里讨论这种相关性的后果之一:存在的“光谱标准烛光”,它可以用来构建一个简单的红移指示伽玛暴。
2003-12-15 astro-ph
Testing the multiple supernovae versus gamma-ray burst scenarios for giant HI supershells
附近星系和我们星系中巨大的HI超壳层的能量来源仍然是一个悬而未决的问题。产生近乎完整的环状超壳层的可能性是多重超新星(SNe)和伽马射线暴(GRB)。在进化的后期阶段,很难区分这些模型。我们表明,如果一个超级壳层已经由多个SNe供电,特殊的金属丰度应该被发现在泡沫内的介质中。我们提出的线诊断,可以检测这种不寻常的丰度,如异常高的比值[O]/[Fe]和[Ne]/[Fe]。在同一元素的离子中,预计来自高电离态的谱线比来自低电离态的谱线具有更高的增强。HI超壳层能量来源的确定将对GRB的速率和能量学以及它们在星系中的位置设置强有力的限制。
2000-03-23 astro-ph
Testing the Predictions of the Universal Structured GRB Jet Model
研究伽玛暴射流结构的两种主要模型是均匀射流模型和通用结构射流模型。在后者中,所有的伽玛射线暴射流本质上是相同的,并且每个立体角的能量随着与射流轴线的角度的平方的倒数而下降。USJ模型的简单性使其具有很强的预测能力,包括对观测到的伽马射线暴分布作为红移$z$和视角$θ$的函数的具体预测。我们发现,目前的样本与已知的$z$和估计的$θ$伽玛暴不同意的USJ模型的预测。这一点在$z$中相对较窄的范围内表现得最为明显,其中USJ模型预测,大多数伽玛暴应该接近$θ$中观测范围的上端,而在观测样本中,大多数伽玛暴接近该范围的下端。由于当前样本非常不均匀(即涉及许多不同的检测器),因此应小心处理,不能用于排除USJ模型。然而,这个样本强烈反对USJ模型。比较在$θ$和$z$中观测到的GRB分布的预测,使用更大和更均匀的GRB样本,就像Swift中预期的那样,可以清楚地排除USJ模型,或者为它提供强有力的支持。这里提出的测试是通用的,可以用来测试任何预测光度函数和光度-角度关系的模型。
2004-04-04 astro-ph
Gamma-Ray Bursts and the Cosmic Star Formation Rate
我们已经测试了几个模型的伽玛暴光度和红移分布函数的兼容性与BATSE 4B数与峰值流量的关系。我们的研究结果不同意最近的说法,目前的伽玛射线暴观测可以用来强烈约束宇宙恒星形成的历史。相反,我们发现,放松假设,伽玛暴是标准蜡烛呈现一个非常广泛的模型一致的BATSE数通量关系。我们明确构建两个样本分布,一个跟踪恒星形成的历史,一个具有恒定的共动密度。我们发现,这两种分布是兼容的观测到的流量和红移的爆发GRB 970508,GRB 971214,和GRB 980703,我们讨论了所需的测量来区分这两种模式。
1998-08-23 astro-ph
Enhanced Cosmological GRB Rates and Implications for Cosmogenic Neutrinos
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的事件之一,也是产生高能宇宙射线的少数可行候选者之一。最近的观测显示,伽玛暴通常起源于贫金属星系,并不直接追踪宇宙恒星的形成,这可能是从它们与核心坍缩超新星的关系中推断出来的。从这些发现中得出了几点启示。观测到的伽玛暴的红移分布预计会在更高的红移处达到峰值(与宇宙恒星形成相比),这得到了雨燕伽玛暴样本的平均红移<z>~3的支持。如果伽马射线暴确实是观测到的超高能电子回旋共振的来源,那么宇宙射线的产生将以一种比以前所认为的更强的方式随着红移而演化。通过GZK过程,这必然导致宇宙成因中微子通量的增强,为测试伽马射线暴-宇宙射线与正在进行的和拟议的UHE中微子实验的联系提供了一种近期方法。
2007-04-11 astro-ph hep-ph
Testing the E_p,i - L_p,iso - T_0.45 correlation on a BeppoSAX and Swift sample of gamma-ray bursts
利用14个BeppoSAX和74个Swift伽玛暴的实测红移,我们检验了时间积分谱的内禀峰值能量E_p,i,各向同性等效峰值亮度L_p,iso与伽玛暴最强部分持续时间T_(0.45)之间的相关性(“Firmani相关”)。对于88个伽玛暴中的41个,我们可以估计所有三个所需的属性。除了980425,这似乎是一个明确的离群值,在许多方面是出了名的奇特,我们用40伽玛暴拟合的相关性与极大似然方法讨论的达戈斯蒂尼,适合帐户的外在散射除了内在的不确定性影响每一个伽玛暴。我们确认了相关性。然而,与Firmani等人的结果不同,我们发现该相关性确实具有与E_p,i-E_iso(“Amati”)相关性相当的对数散布。我们还发现乘积L_p,i-L_p,i-E_iso的斜率约为0.5,这与E_p,i-L_p,i-T_0.45相关性与E_p,i-E_iso相关性(斜率约为0.5)等价的假设是一致的。我们的结论是,根据现有的资料,没有明确的证据表明E_p,i-L_p,iso-T_0.45相关性与E_p,i-E_iso相关性不同(无论是在斜率上还是在离差上)。
2008-05-03 astro-ph
Testing dark matter with high-redshift supernovae
宇宙中的暗物质由宏观物体组成,如原始黑洞,可能会导致遥远物体的引力透镜。与透镜效应相关的放大率将导致标准烛光接收到的通量中的额外散射,而观测到的散射太小可能完全排除致密的暗物质。在这封信中,我们展示了如何在遥远的1a型超新星的通量散射可以用来区分模型与不透镜的宏观暗物质。如果系统误差得到控制,拟议的SNAP项目,在$0.1\ls z\ls 1.7$范围内的$\sim 2400$超新星,应该能够以99.9%的置信度识别模型。注意,这个检验与超新星平均光度随红移的任何演化无关。目前超新星宇宙学计划样本的差异并不排除致密透镜是暗物质:形式上他们支持这样的群体,但意义很低,从样本中移除一颗微弱的超新星推翻了结论。
2001-04-17 astro-ph
Constraining the Cosmological Parameters and Transition Redshift with Gamma-Ray Bursts and Supernovae
最近,Liang和Zhang提出了一种用伽马射线暴(GRB)测量宇宙学的新方法。该方法只利用了γ F_ν谱的静止坐标系峰值能量(E '_p)、伽玛暴各向同性能量(E_{γ,iso})和余辉光变曲线在静止坐标系中的截止时间(t'_b)等可观测量。通过考虑这种方法,我们约束宇宙学参数和宇宙从减速阶段膨胀到加速阶段的红移。我们将最近探测到的5个伽玛暴加入到样品中,得到了在平坦宇宙学中,当Ω_M=0.28,H_0=71.0 km s^{-1} Mpc^{-1}时,E_{γ, iso} /10^{52} ergs=(0.93 \pm 0.25)\times(E '_p/100 keV)^{1.91 \pm 0.32} \times(t'_b/day)^{-0.93 \pm 0.38}。这种关系与爆炸周围的介质密度和爆炸能量转换成伽马射线能量的效率无关,而这些都是难以测量的。我们把E_{γ,iso}(E '_p,t'_b)关系作为标准蜡烛,发现0.05<Ω_M<0.48,Ω_Λ<1.15(在1σ置信水平)。在宇宙学常数为1σ的平坦宇宙中,我们得到0.25<Ω_M <0.46和0.54<Ω_Λ<0.78。跃迁红移为z_T=0.69_{-0.12}^{+0.11}。结合20个伽玛暴和157颗Ia型超新星,我们得到了在平坦宇宙中的Ω M=0.29 \pm 0.03,跃迁红移z T=0.61 - 0.…
2006-02-21 astro-ph
Testing the Friedmannian magnitude-redshift relation with SNIa data
标准宇宙学是建立在我们宇宙的“大尺度”均匀性的假设(通常是隐含的)之上的。现在,随着观测距离的增加,结构的尺度变得越来越大。然而,均匀的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克模型仍然是一个宇宙学范式,弗里德曼关系通常被用来计算模型,隐含地假设均匀性假设在所研究的尺度下是有效的。这就是从SNIa数据分析中得出的一致性(Lambda-CDM)模型的方式。由于这个模型暗示了弗里德曼星等-红移关系在超新星巡天所跨越的红移范围内的有效性,几年前就有人提出了一个非常简单的测试方法来检验这种可能的有效性,前提是SNIa应该被确认为标准烛光。由于我们希望在未来几年内观测到的超新星的红移将允许进行这样的测试,因此在SNIa社区内找到一些准备进行测试的合作者将是有趣的。
2005-04-21 astro-ph