Gamma-ray Burst Luminosity Relations: Two-dimensional versus Three-dimensional Correlations
伽马射线暴（GRB）的光度关系的大散射一直是阻碍GRB在宇宙学中广泛应用的重要原因之一。在本文中，我们扩展了二维（2D）的亮度关系与$τ_{\mathrm{lag}}$，$V$，$E_{\mathrm{peak}}$，和$τ_{\mathrm{RT}}$作为亮度指标，使用相同的亮度指标集，以探索减少的内在散射的可能性的三维（3D）。我们发现，对于亮度与能量标度（$E_{\mathrm{peak}}$）和时间标度（$τ_{\mathrm{lag}}$或$τ_{\mathrm{RT}}$）之间的三维亮度关系，它们的内禀散射比相应的二维亮度关系小得多.在此基础上，结合亮度（以时间为单位释放的能量）的定义，讨论了其产生的原因，为进一步研究伽玛暴的亮度关系提供了有益的建议。
2009-10-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
How does the shape of gamma-ray bursts' pulses affect the duration distribution?
伽马射线暴（GRB）有两种类型，短和长。长伽玛暴的对数持续时间的分布是不对称的，而不是高斯分布。当用高斯分布的混合模型来模拟这种不对称性时，需要引入一个额外的分量，通常与另一类伽玛暴有关。然而，当用固有的非对称分布建模时，就不需要这样的组件了。宇宙膨胀已经被排除为不对称性的来源，因此它的起源在于祖先。伽玛射线暴光变曲线（LC）通常由一系列快速上升-指数衰减脉冲很好地描述。对模拟的液晶束的统计分析表明，这种不对称性是液晶的脉冲形状和多脉冲特性的自然结果。
2021-07-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Calibration of gamma-ray bursts luminosity correlations using gravitational waves as standard sirens
伽马射线暴（GRB）是探测高红移宇宙的潜在工具。然而，圆度问题迫使人们寻找与模型无关的方法来研究伽玛暴的光度相关。本文提出了一种利用引力波作为标准信标来标定伽玛暴光度关联的新方法。对于第三代地基GW探测器（即，爱因斯坦望远镜），伴随电磁对应物的引力波（GW）事件的红移可以达到$\sim 4$，它比Ia型超新星（$z\lesssim 2$）更遥远。利用爱因斯坦望远镜的模拟GW星表对Amati关系和Ghirlanda关系进行了标定。我们发现，这些关联式的截距和斜率的$1σ$不确定度可以分别被限制到小于0.2%和8%。利用校正后的关联，可以精确地测量暗能量状态方程的演化，这对于区分暗能量模型具有重要意义。
2019-02-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Photospheric emission from long duration gamma-ray bursts powered by variable engines
我们提出了一套数值模拟的结果，长期的伽马射线暴喷流，旨在研究的影响，一个可变的引擎上的光球发射的峰值频率。我们的模拟遵循祖先恒星内部的喷流的传播，它的爆发，以及随后在光球半径的环境中的膨胀。一个常数和两个阶跃函数模型被认为是发动机光度。我们发现，我们的合成光变曲线遵循类似于Golenetskii相关性的亮度峰值频率相关性，发现在长时间的伽马射线暴观测。在探索的参数空间内，似乎中央引擎的光度分布对亮度峰值频率平面中的伽马射线暴的位置没有显著影响，来自不同中央引擎的暴彼此无法区分。
2014-05-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Gamma-Ray Luminosity Function of Millisecond Pulsars and Implications for the GeV Excess
有人提出，大量未分辨的毫秒级伽玛射线星（MSP）可能是银河系中心周围地区观测到的过量GeV级伽玛射线的原因。这种方案的可行性关键取决于这个源群的伽马射线光度函数，它决定了费米应该已经探测到多少MSP作为已分辨的点源。在本文中，我们重新审视的γ射线光度函数的MSP，不依赖于不确定的距离测量。我们的决定，基于模型与观测到的MSP人口的特征进行比较，表明费米应该已经检测到了大量的来源与这样一个假设的内星系人口。我们不能排除这样一种情况，即位于银河系中心附近的MSP系统地比银河系平面或球状星团内的MSP亮度低。
2015-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Correlation between Peak Energy and Peak Luminosity in Short Gamma-Ray Bursts
Yonetoku等人发现了11个雨燕前长伽马射线暴的峰值亮度和峰值能量之间的相关性，称为$L_{p}\propto E_{p,i}^{2.0}$。在这项研究中，对于斯威夫特时代148个长伽马射线暴的大幅扩展样本，我们发现相关性仍然存在，但很可能具有略微不同的幂律指数，即，$L_{p}\propto E_{p,i} ^{1.7}$。此外，我们还收集了17个短伽马射线暴，并提供了必要的数据。研究发现，该样本短事件也存在$L_{p}\propto E_{p,i} ^{1.7}$的相关性。有人认为，长、短伽马射线暴的辐射机制应该是相似的，即，由光球层引起的准热起源和发生在中心发动机附近的耗散。该过程的一些关键参数受到约束。我们的结果表明，无论是长爆发还是短爆发的辐射过程都可能是由热辐射主导的，而不是单一的同步辐射。这可能会对理论模型施加强大的物理约束。
2012-06-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
No Evidence of Time Dilation in Gamma-Ray Burst Data
伽马射线暴已经被观测到非常高的红移，并提供了与爆发的内在时间尺度直接相关的时间测量。爱因斯坦的相对论是非常明确的，如果宇宙正在膨胀，那么观测到的这些测量的持续时间将随着红移而增加。因此，伽马射线暴的测量应该显示出与红移成比例的时间膨胀。对伽马射线暴数据的分析表明，当红移到z=6.6时，时间膨胀的假设被拒绝的概率为4.4 $\times10^{-6}$。传统上，缺乏明显的时间膨胀已被解释为光度和时间测量之间的逆相关，以及作为红移函数的强光度选择。结果表明，光度与某些时间测度之间的反相关性得到证实，但用协调宇宙学不能实现强光度选择。也许可以用伽马射线暴的选择、某些光度的演化和某些时间尺度的演化来解释时间膨胀的明显缺乏。但这需要一个惊人的巧合，才能产生明显的时间膨胀。然而，这些数据与非膨胀宇宙中的静态宇宙学是一致的。
2009-01-27 astro-ph.CO physics.gen-ph
Determining the luminosity function of Swift long gamma-ray bursts with pseudo-redshifts
伽马射线暴（GRB）的光度函数（LF）的确定对于GRB的宇宙学应用具有重要意义，但红移测量中的选择效应严重阻碍了这一研究。为了避免这些选择效应，我们建议根据经验L-E_p关系计算Swift伽玛暴的赝红移。在这里，这样的$L-E_p$关系是通过调和红移已知的伽玛暴的伪红移和实红移的分布来确定的。本文对Butler的GRB星表中的E_p值进行了贝叶斯估计，而不是观测值。利用具有较大伪红移的伽玛暴样本，我们用破幂律LF拟合了伽玛暴的红移分辨光度分布。拟合结果表明，LF可以通过红移依赖的破裂光度随红移而演化，例如，L_b=1.2 \times 10^{51}（1+z）^2 \rm erg s^{-1}。低光度和高光度指数分别被限制为0.8和2.0。发现伽玛暴事件率与恒星形成率之间的比例系数随红移的增加而相应减小。
2013-10-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
A New Determination of the Millisecond Pulsar Gamma-Ray Luminosity Function and Implications for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
利用费米第三代脉冲星目录测量银盘毫秒脉冲星伽马射线光度函数，发现若银心过剩由其产生则应有大量源被探测到，从而以高显著性排除该假设，并限制脉冲星贡献低于39%或内银河系脉冲星平均光度低5倍。
2025-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Detecting Radio Afterglows of Gamma-Ray Bursts with FAST
利用伽马射线暴（GRB）余辉的一般流体动力学模型，计算了FAST能窗不同观测波段的低光度、高光度、失效和标准GRB的射电余辉光变曲线。假设伽玛暴位于离我们不同的距离。我们的研究结果排名伽玛暴的可探测性从高亮度，标准，失败和低亮度伽玛暴的降序。我们预言，只要时间和频率范围合适，大射电望远镜几乎可以观测到除低光度伽玛暴以外的所有类型的射电余辉。值得注意的是，FAST可以在2.5 GHz的更高频率上探测到相对较弱的射电余辉，其红移高达z=15甚至更高。低光度伽玛暴的射电余辉只有在FAST二期工程完成后才能探测到。FAST有望在不久的将来大大扩大伽玛射线暴射电余辉的样本。
2014-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetic fileds of coalescing neutron stars and the luminosity function of short gamma-ray burst
合并中子星双星被认为是地面引力波探测器最可靠的来源，也是短伽马射线暴的可能祖先。在并合过程中，中子星的磁场可以诱发有趣的观测现象，并影响引力波信号的形式。本文采用粒子数合成方法，在对中子星初始参数及其磁场演化的不同假设下，模拟了中子星合并过程中的磁场分布。讨论了磁化中子星双星合并前可能出现的电磁现象以及磁场对引力波信号的影响。我们发现，中子星初始磁场的对数正态分布（单位为高斯）与射电暴的观测性质一致，在对中子星磁场演化和初始参数的不同假设下，产生的磁场能量分布能充分描述观测到的短伽马射线暴的光度函数.这一协议进一步支持合并中子星双星作为伽马射线暴的祖先的模型。
2009-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Toward tight gamma-ray burst luminosity relations
伽马射线暴（GRB）的光度关系的大散射一直是阻碍GRB在宇宙学中广泛应用的重要原因之一。人们已经做了许多努力来寻求紧密的光度关系。利用最新的116个具有实测红移和光谱参数的伽玛暴样本，我们研究了伽玛暴的6个二维关联和14个三维关联，以探索减少伽玛暴光度关系中内禀散射的可能性。我们发现$E_{\mathrm{peak}}$ - $τ_{\mathrm{RT}}$ -$L$的3D相关性明显比其对应的2D相关性更紧密（在$2 σ$置信水平），即，$E_{\mathrm{peak}}$ -$L$和$τ_{\mathrm{RT}}$ - $L$相关性。另外，在$E_{\mathrm{peak}}$-$τ_{\mathrm{RT}}$-$L$相关中，在$E_{\mathrm{peak}}$和$τ_{\mathrm{RT}}$的倒数之前的系数几乎彼此完全相反。将这种情况作为先验输入，将关系简化为$L \propto (E_{\mathrm{peak}}^{'} / τ_{\mathrm{RT}}^{'})^{0.842 \pm 0.064}$，其中$E_{\mathrm{peak}}^{'}$和$τ_{\mathrm{RT}}^{'}$表示GRB静止帧中的峰值能量和最小上升时间。我们将讨论如何在光度（以时间为单位释放的能量）定义的框架内解释/理解我们的发现。我们对伽玛暴光度关系与光度定义之间联系…
2012-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Luminosity Selection for Gamma Ray Burst
伽马射线暴（GRB）的本征亮度存在不可避免的散射。如果源中存在相对论性光束，视角的变化必然会引起内禀光度函数（ILF）的变化。ILF中的散射会导致选择偏差，其中检测到的远距离源具有比附近检测到的更大的中值光度。平均亮度将任何给定的人口分为相等的两半。当分布的函数形式未知时，它可以是比任何使用试验函数形式的更强大的诊断。在这项工作中，我们采用了统计测试的基础上，中值光度和应用它来测试一类模型的伽玛暴。我们假设伽玛暴喷流有一个有限的张开角，喷流的方向相对于观测者是随机的，通过实验和理论模拟伽玛暴，计算了$L_{median}$随红移的变化，并利用亮度与红移的关系{ \it Swift}数据，将理论结果与观测结果进行了比较。该方法解释了这样一个事实，即在某些红移处可能存在一些未被检测到的伽马射线暴。我们发现，$L_{median}$是非常不敏感的轴上（即最大）的亮度的射流。
2022-04-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gamma Rays from Star Formation in Clusters of Galaxies
星系中的恒星形成被观察到与伽马射线发射有关。费米大天区望远镜（LAT）对恒星形成星系的伽马射线的探测，使得可以确定恒星形成速率和伽马射线光度之间的函数关系（Ackermann et. 2012）。由于已知恒星的形成与总红外（8-1000微米）和射电（1.4 GHz）光度成比例，因此观测到的恒星形成星系的红外和射电辐射可以用来定量推断星系的伽马射线光度。类似地，在星系团内的恒星形成星系使我们能够推导出星系团伽马射线发射的下限，这在伽马射线中还没有被最终检测到。在这项研究中，我们应用阿克曼等伽马射线光度和无线电和红外光度之间的关系。al. 2012到Ackermann et.的星系团样本。2010年，以便对与星系团中恒星形成有关的伽马射线发射设定下限。我们发现，有几个集群预测的伽马射线发射的下限是在阿克曼等的上限的数量级内。2010年，基于Fermi-LAT未检测到。考虑到目前的伽马射线极限，恒星的形成可能在某些星团的伽马射线发射中起着重要作用，特别是那些具有冷核心的星团。我们预测，无论是费米-LAT在其生命周期的过程中，未来的切伦科夫望远镜阵列将能够检测到伽马射线发射的恒星形成星系的集群。
2012-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
A new luminosity relation for gamma-ray bursts and its implication
伽马射线暴（GRB）是迄今为止观测到的最明亮的天体物理事件。它们通常根据其持续时间$T_{90}$分为长和短。由于伽玛射线暴的高红移所带来的优势，许多人努力将其应用于宇宙学。这其中的关键是找到伽玛暴的一些可测量性质与伽玛暴的能量或亮度之间的相关性。这些相关性通常被称为光度关系，有助于理解伽玛暴本身。在本文中，我们探讨了这种相关性的X射线辐射的伽玛暴。由\emph{Swift}观测到的伽玛暴的X射线辐射在瞬发相中具有指数函数形式，在时间$T_p$弛豫为幂律衰减。我们假设$\log L_{X, p}$（$L_{X, p}$是$T_p$的X射线光度）和$\log [T_p/(1+z)]$之间存在线性关系，但数据中存在一些弯曲的证据，$L_{X, p}$和$T_p/(1+z)$之间的真实关系可能是一个破幂律。在我们的分析中使用的有限的GRB样本仍然不足以让我们得出结论，是否突破是真实的或只是一个错觉造成的离群值。我们在分析中考虑了这两种情况，并讨论了光度关系的含义，特别是对伽玛暴的持续时间和分类。
2010-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Radio-loud AGN contribution to the Extragalactic Gamma-Ray Background
河外伽玛射线背景（EGRB）的起源仍然是一个有争议的问题。EGRB可以是真正的扩散或未解决的离散点源的起源。费米和EGRET探测到的大多数已确定的源是耀变体。因此，他们有望成为EGRB的重要贡献者。为了估计它们对EGRB的贡献，需要构造它们的光度函数。在这里，我们使用第一个LAT AGN星表来研究和构造耀变体的演化和光度函数。我们考虑平谱射电类星体的纯光度和纯密度演化模型。我们还描述了方法来估计的贡献，从偏离耀变体EGRB。
2011-12-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetic Flux of Progenitor Stars Sets Gamma-ray Burst Luminosity and Variability
长持续时间的伽马射线暴（GRB）被认为来自沃尔夫-拉叶星的核心坍缩。虽然它们的恒星质量$M_*$的分布相当狭窄，但伽玛暴的数量却非常多样化，伽玛射线光度$L_γ$跨越几个数量级。这表明存在一个“隐藏的”恒星变量，其爆发到爆发的变化导致了$L_γ$的扩散。无论这个隐藏变量是什么，它的变化都不会明显影响GRB光变曲线的形状，它显示出恒定的亮度（在时间平均意义上），然后在Swift/XRT看到的爆发结束时急剧下降。我们认为，这样一个隐藏的变量是祖星的大尺度磁通量。核心坍缩后不久，大部分恒星磁通量在黑洞（BH）附近积聚并留在那里。通量提取BH旋转能量，并为大约恒定光度$L_j$的喷流提供动力。然而，一旦黑洞的质量吸积率$\dot M$下降到$\sim L_j/c^2$以下，流量就变得动态重要并向外扩散，喷流光度由快速下降的质量吸积率$L_j\sim \dot M c^2$决定。这为伽玛暴的尖端及其光变曲线的普遍形状提供了一个可能的解释。在伽玛暴期间，气体的侵入将恒星磁通量的空间变化转化为$L_j$的时间变化。我们利用$L_j$的恒常性偏差来进行恒星磁通量“层析成像”。使用这种方法，我们推断存在的磁化环面在外层的祖星GRB 920513和GRB 940210。
2014-09-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Long Gamma Ray Bursts Trace The Star Formation History
我们证明，如果Ic型宽线超新星爆发（SNeIc）产生了大量观测到的长持续时间伽马射线暴（LGRB），其中包括高光度GRB、低光度GRB和X射线闪光（XRF），并且如果LGRB具有LGRB的炮弹（CB）模型中假定的几何形状，那么它们的速率和它们的红移分布在整个红移范围内都与恒星形成速率（SFR）一致，其中SFR已经被足够精确地测量。
2013-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Evolutions and Calibrations of Long Gamma-Ray Bursts Luminosity Correlations Revisited
长伽马射线暴（GRB）的亮度关联被广泛认为是追踪宇宙高红移哈勃图的有效补充，对探索暗能量性质具有重要意义。最近，从伽玛射线暴观测中统计地提出了几种经验光度关联。然而，要把伽玛暴作为距离指示器，有两个关键问题：光度相关的红移演化和它们的定标。本文以伽玛暴峰值谱能量与等效各向同性能量（$E_{\rm p}-E_{\rm iso}$）之间的Amati关系为例，发现目前的伽玛暴数据集暗示了亮度相关性可能随红移的变化而变化。因此，我们提出了一个扩展的Amati关系，其中增加了两个额外的红移依赖项，以修正GRB关系的红移演化。其次，我们仔细检查了使用低红移伽玛暴数据的校准方法的可靠性。重要的是，我们发现，低红移校准方法没有考虑到整个$Ω_{\rm m}$和系数之间的相关性。忽略这些相关性信息可以打破简并获得对$Ω_{\rm m}$的有偏约束，其对用于校准的参数值非常敏感。在低红移定标方法中，“定标”关系的参数的微小移动会显著改变对$Ω_{\rm m}$的最终约束。最后，我们模拟了几个不同统计误差的伽玛暴样品，发现为了用低红移定标方法正确恢复$Ω_{\rm m}$的基准值，需要大量高精度的伽玛暴样品。
2017-01-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Model-independently calibrating the luminosity correlations of gamma-ray bursts using deep learning
在高红移处探测到的伽马射线暴（GRB）可以用来描绘哈勃宇宙图。然而，伽玛暴的距离刻度不像Ia型超新星（SNe Ia）那样容易。对于基于经验光度相关的定标方法，有一个潜在的假设，即光度相关在整个红移范围内是普适的。在本文中，我们使用完全独立于模型的深度学习方法研究了六种光度相关性的可能红移依赖性。我们构建了一个结合递归神经网络（RNN）和贝叶斯神经网络（BNN）的网络，其中RNN用于通过Pantheon编译训练网络来重建距离-红移关系，BNN用于计算重建的不确定性。利用Pantheon重建的距离-红移关系，将整个伽玛暴样本分成两个子样本（低$z$和高$z$子样本），检验了六个亮度关联的红移依赖性，发现只有$E_p-E_γ$关系没有红移依赖性的证据。我们利用$E_p-E_γ$关系对伽玛暴进行了标定，标定的伽玛暴对平坦的$Λ$ CDM模型有严格的约束，最佳拟合参数$Ω_{\rm M}$ =0.307 $^{+0.065}_{-0.073}$ .
2020-11-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Differential Source Count for Gamma Ray Bursts
本文在一个显式物理模型的基础上讨论了不同形式的长伽马射线暴（GRB）的光度函数。我们还将推测的通量分布与观测到的两个样本GRB，Swift和Fermi GBM的通量分布进行了比较。找到了光度函数的最佳拟合参数，并讨论了其物理解释。结果与观测到的相当数量的平坦相位余辉和单调递减余辉相一致。
2021-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmological Tests with the FSRQ Gamma-ray Luminosity Function
\emph{Fermi}在四年的巡天中产生了大量的$γ$射线选择性平谱射电类星体（FSRQ），这引起了人们对确定它们的$γ$射线光度函数（GLF）及其随宇宙时间演化的极大兴趣。在本文中，我们介绍了新的想法，使用这个广泛的数据库来测试的微分体积膨胀率预测的两个特定的模型，一致性$Λ$ CDM和$R_{\rm h}=ct$宇宙学。为了这个目的，我们使用两个良好的研究配方的GLF，一个基于纯光度演化（PLE）和其他光度依赖的密度演化（LDDE）。使用Kolmogorov-Smirnov测试的单参数累积分布（在光度，红移，光子指数和源计数），我们证实了早期的工作表明，这些数据有点有利于LDDE PLE的结果，我们表明，这是$Λ$ CDM和$R_{\rm h}=ct$的情况。然而，无论选择哪种GLF，我们也表明模型选择工具非常强烈地支持$R_{\rm h}=ct$而不是$Λ$ CDM。我们认为，这样的人口研究，虽然具有很强的红移的演变，但可以作为一个有价值的独立检查其他模型的比较，仅基于几何考虑。
2016-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Luminosity Selection for Gamma Ray Bursts
伽马射线暴（GRB）的本征亮度存在不可避免的散射。如果源中存在相对论性光束，视角的变化必然会引起内禀光度函数（ILF）的变化。ILF中的散射会导致选择偏差，其中检测到的远距离源具有比附近检测到的更大的中值光度。正如我们所知，平均亮度将任何给定的人口分为相等的两半。当分布的函数形式未知时，它可以是比任何使用试验函数形式的更强大的诊断。在这项工作中，我们采用了统计测试的基础上，中值光度和应用它来测试一类模型的伽玛暴。我们假设伽玛暴喷流有一个有限的开口角，伽玛暴喷流的方向是随机的相对于观察者。我们用恒定的洛伦兹因子$Γ$和张开角$θ_0$来参数化射流。我们计算$L_{median}$作为红移的函数，在每个红移仓（$dz=0.01$）平均17 grbs的经验，理论和使用费米GBM数据，指出SWIFT数据是有问题的，因为它是有偏见的，特别是在高红移。我们发现，$L_{median}$是接近$L_{max}$充分扩展的伽玛暴喷流和不符合的数据。当$Γ$介于$100$和$200$，$θ_0\leq 0.1$之间时，我们发现与数据的拟合是可以接受的，条件是沿视线到轴上观测者的喷流材料是光学厚的，使得屏蔽的最大光度远低于裸$L_{max}$。如果我们将轴上观测者与经典投射的单调递减余辉相关联，我们发现它们的ILF与我们与平坦相位余辉相关联的离喷观测者的ILF相似。
2022-03-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
