Electron-positron plasma in GRBs and in cosmology
电子-正电子等离子体被认为在早期宇宙和伽马射线暴（GRB）源中起着重要作用。我们着重讨论了早期宇宙中正负电子等离子体的物理条件与伽玛暴源的相似性和差异性。我们讨论了a）动力学差异，即伽玛暴源流出的热加速与宇宙学减速; b）核组成差异，如早期宇宙中轻元素的合成和伽玛暴等离子体中重元素的可能破坏; c）最后一次光子被电子散射时的不同物理条件。只有在加速阶段的光学厚的电子-正电子等离子体共同运动的观察者可能会发现它类似于早期宇宙。这种相似性在滑行阶段被打破。对核丰度的再处理可能在伽马射线暴源中进行。重核元素然后被破坏，主要产生质子和少量氦的混合物。与原始等离子体复合形成中性氢并发射宇宙微波背景辐射不同，伽马射线暴等离子体没有冷却到足以复合。
2013-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining the nature of the most distant Gamma-Ray Burst host galaxies
长持续时间的伽马射线暴（GRB）使我们能够探索遥远的宇宙，并且可能是最遥远物体的最有效示踪剂。我们目前对GRB宿主星系在红移>5时的性质的了解是非常缺乏的。我们建议改善这种情况，通过获得更多的观测高红移主机，以更好地了解他们的属性，并帮助我们使用伽玛射线暴作为高红移宇宙的探针。我们对三个高红移GRB宿主星系进行了非常深入的测光观测，GRB 080913在z =6.7，GRB 060927在z =5.5和GRB 060522在z =5.1。此外，我们完成了深光谱观测GRB 080913宿主星系与X-Shooter在VLT搜索Ly-alpha发射。为了讨论的目的，我们使用另一个高红移GRB主机，GRB 050904在z = 6.3上发表的结果。本文所研究的伽玛暴宿主星系的样本包括光谱证实的5个z>5的伽玛暴中的4个。尽管我们提出的观测是有史以来最深的高红移伽玛暴宿主星系的报道，我们没有检测到任何的主机，无论是在光度学还是光谱学的情况下，伽玛暴080913。这些观测结果表明，伽玛射线暴的宿主星系似乎随着时间的推移而演化，并且在z >5时的SFR比z<1时的低。此外，z =6.7的GRB 080913的宿主星系没有Ly-alpha发射。虽然我们样本中星系的测量特性与z>5的一般星系群的特性一致，但我们的观测不够灵敏，无法进一步推断这个特定的星系群是否代表一般星系群。高红移伽玛暴宿主星系的特…
2012-05-15 astro-ph.CO
Non-Gaussianities, early Universe, and GRBs. Tracing the primeval state of the Universe with number counts of Gamma-Ray Bursts
我们研究了太初宇宙中的太初非高斯性对重子结构形成过程的影响。通过将高斯和非高斯情形下的宇宙恒星形成率与高红移再电离源的可探测性相联系，我们得到了不同模型下的预期伽马射线暴率。我们发现，高红移伽马射线暴的计数可以作为非高斯性的宇宙学探针，它们是区分早期非高斯效应的合适候选者。
2012-09-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-ray Burst Cosmology
伽马射线暴是宇宙中最明亮的电磁爆炸，它在硬X射线波段发射出高达$8.8\times10^{54}$ erg的各向同性等效能量。高亮度使它们能够在宇宙中探索的最大距离内被探测到。伽玛暴作为宇宙深处的明亮灯塔，将是探测高红移宇宙性质的理想工具，包括宇宙膨胀和宇宙暗能量、恒星形成率、再电离期和宇宙金属富集历史等。本文综述了伽玛暴的光度关联及其对宇宙学参数和暗能量的影响。观测表明，长伽玛暴的前身是大质量恒星。因此，长伽玛暴可以作为恒星形成速率的示踪物。我们还回顾了来自伽玛暴的高红移恒星形成率，以及宇宙再电离历史的影响。伽玛暴的余辉一般具有破幂律谱，因此有可能提取星系际介质（IGM）的吸收特征。我们还介绍了高红移伽玛暴探测银河系前金属富集和第一批恒星的能力。
2015-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
GRB Cosmology and Self-organized Criticality in GRBs
伽马射线暴（GRB）具有各向同性的能量，能量可达$10^{54}$ erg，是研究宇宙早期性质的理想工具，包括宇宙的暗能量、恒星形成速率和金属富集历史。我们将简要回顾伽玛暴宇宙学领域的进展。同时，X射线耀斑也是伽玛暴余辉中常见的现象，它可能是发现中心引擎的重要线索。我们提出了X射线耀斑的统计结果，即，能量、持续时间和等待时间的分布，并与太阳耀斑的结果进行了比较。发现两类耀斑的相似性，这可能表明伽玛暴X射线耀斑的物理机制是磁重联。
2015-07-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma Ray Bursts as Probes of the Distant Universe
本文综述了近年来利用伽马射线暴（GRB）作为高红移星系示踪剂研究高红移宇宙和宇宙演化的结果。大多数的结果来自光度和光谱观测的伽玛暴宿主星系一旦余辉已经消失，但也从分析的伽玛暴余辉视线所揭示的光谱的反射。
2011-04-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Exploring dust extinction at the edge of reionization
伽马射线暴（GRB）余辉的亮度和它们在年轻的蓝色星系中的出现使它们成为研究遥远宇宙中恒星形成区的优秀探针。本文通过对所有已知z > 6的伽玛暴（GRB 090423、080913和050904，z分别为8.2、6.69和6.295）余辉的分析，阐明了宇宙早期尘埃的消光性质。我们收集了所有可用的光学和近红外测光，光谱和X射线数据，以构建多个时期的光谱能量分布（SED）。然后，我们将所有时期的SED与灰尘衰减幂律或破幂律拟合。我们没有发现GRB 050904和GRB 090423中尘埃灭绝的证据，GRB 080913中可能存在低水平灭绝的证据。我们比较了高红移的伽玛暴和一个低红移的伽玛暴熄灭的样本，发现在z > 4以上甚至没有中等熄灭的事件（AV ~ 0.3）。尽管有偏见的选择和小的数字统计，这一结果暗示在高红移的恒星形成环境中的尘埃含量减少。
2011-06-08 astro-ph.CO
Constraints on Cardassian universe from Gamma ray bursts
利用最近获得的42个伽马射线暴（GRB）数据，用避免圆度问题的方法，检验了对原有的Cardassian模型和修正的多方Cardassian模型的约束。结果表明，伽玛暴可以作为约束Cardassian模型的一个可选观测量。结合Sloan数字巡天（SDSS）新得到的重子声振荡峰的大小和Wilkinson微波各向异性探测器（WMAP）宇宙微波背景辐射（CMB）第一声峰的位置，我们得到了原始Cardassian模型的$Ω_{m0}=0.27_{-0.02}^{+0.02}, n=0.06_{-0.08}^{+0.07}$（$1σ$）和修正多方Cardassian模型的$Ω_{m0}=0.27^{+0.03}_{-0.02}$，$n=-0.09_{-1.91}^{+0.23}, β=0.82_{-0.62}^{+2.10}$（$1σ$）。
2009-10-30 astro-ph.CO
Gamma-Ray-Burst Host Galaxy Surveys at Redshift z>4: Probes of Star Formation Rate and Cosmic Reionization
测量高红移下的恒星形成率（SFR）对于理解宇宙再电离和星系形成至关重要。两种常见的互补方法是大样本的莱曼-布雷克-星系（LBG）调查和小星系中对SFR敏感的伽马射线暴（GRB）观测。z>4 GRB推断的SFR高于LBG率，但这种差异难以理解，因为两种方法都依赖于几个建模假设。利用物理激发的星系光度函数模型，在维里温度Tvir> 2 e4 K（M_DM> 2 e8 M_sun）的暗物质晕中恒星形成的情况下，我们证明了当GRB扩展到暗星系（M_AB<-11）时，GRB和LBG导出的SFR是一致的。为了在LBG巡天的探测限L_lim~0.05L^*_{z=3}以下检验恒星的形成，我们建议测量L>L_lim的GRB宿主的分数f_det（L>L_lim，z）。这个分数量化了LBG调查中缺失的恒星形成分数，限制了星系形成的质量抑制尺度，对建模假设的依赖性较弱。由于f_det（L>L_lim，z）对应于从LBG和GRB测量中得到的恒星形成率之比，如果这些估计是无偏的，测量f_det（L>L_lim，z）也限制了单位质量恒星形成的GRB产生率的红移演化。我们的分析预测，在z~5处，f_det（L>L_lim，z）~0.4，对GRB宿主的检测是成功的，但在z>6处的检测较少。通过对文献中6个z>5的伽玛暴的主星系光度上限的分析，在95%置信度下，我们推断出在z>5时存在MAB>-15的星系，这表明非…
2012-03-15 astro-ph.CO
Modeling The GRB Host Galaxy Mass Distribution: Are GRBs Unbiased Tracers of Star Formation?
我们模拟了长伽马射线暴（GRB）宿主星系的质量分布，最近的结果表明，GRB发生在低金属丰度的环境。通过测量星系的质量-金属丰度（M-Z）关系的红移演化，以及Modjaz及其合作者提出的一个尖锐的宿主金属丰度截止值，我们估计了一个星系的恒星质量的上限，该星系可以有效地产生GRB作为红移的函数。通过采用一致的丰度指标，我们发现，太阳下的金属丰度截止有效地限制伽玛暴低恒星质量的螺旋和矮星系在低红移。在更高的红移下，随着宇宙中星系的平均金属丰度下降，能够容纳伽马射线暴的星系的质量范围扩大，其上限甚至接近最大的螺旋星系的质量。我们将这些预测的限制与越来越多的已公布的GRB宿主质量进行比较，发现大量的中等质量星系在低红移时有效地排除了0.1至0.5太阳能的极低金属丰度截止值。在金属丰度大于12+log（O/H）_（KK_（04））~ 8.7的星系中，质量函数包含了产生伽玛暴的效率的平稳下降，但它可以容纳大部分测量的宿主星系质量。我们发现，在z ~ 1，在观测到的伽玛暴主机质量分布的峰值是不一致的，在星系的质量窝藏大部分的恒星形成的预期峰值。这表明，伽玛射线暴的金属偏置示踪剂的恒星形成在低和中等的红移，虽然我们的模型预测，这种偏见应该消失在更高的红移，由于不断变化的金属含量的宇宙。
2009-05-12 astro-ph.CO
GRB Probes of the High-z Universe with EXIST
高能X射线成像巡天望远镜（EXIST）的任务概念是优化的高Z伽玛暴作为早期宇宙的探测器的研究。高能望远镜（HET）采用4.5m^2 5- 600 keV（CZT; 0.6mm像素）探测器平面，用于编码孔径成像，视场为90度x 70度（>10%编码分数），分辨率为2'，<20”（90% conf.）对于>5 sigma源的位置，EXIST将执行快速（<200秒）转换到GRB。用0.1 - 10 keV的软X射线望远镜和1.1米的光学红外望远镜同时获得了0.3 - 0.52微米、0.52 - 0.9微米、0.9 - 1.38微米和1.38 - 2.3微米四个波段的瞬发图像和光谱。初始图像（100 s）将在HET误差圆内从<2”提示SXI位置或从VIS与IR丢失或变化中产生提示识别。然后，一个自主航天器重新定位（<30”）将把伽马射线暴放在0.3”x 4”的狭缝上，在0.3 - 0.9微米和0.9 - 2.3微米波段上获得R = 3000（AB <21）或R =30（AB ~21-25）的瞬发光谱。这将为大多数伽玛暴提供约500- 2000秒的红移，如果存在这样的伽玛暴，则达到z ~20（莱曼-α破裂），并为研究宿主星系和局部再电离斑块以及干预宇宙结构提供光谱。EXIST预计每年约有600个伽玛暴，其中z >7的伽玛暴约占7-10%，它将开启早期宇宙研究的新纪元，并开展活动星系核和瞬变源…
2009-04-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the role of GRBs on life extinction in the Universe
作为一个丰富的伽马射线源，附近的银河系伽马射线暴（GRB）可能会对生命构成威胁。使用最近的测定率的伽玛射线暴，他们的光度函数和他们的宿主星系的属性，我们估计的概率，危及生命（致命）伽玛射线暴将发生。在不同种类的伽玛暴中，长伽玛暴是最危险的。有一个很好的机会（但不确定），至少有一个致命的伽玛射线暴发生在过去5 Gyr足够接近地球，以显着损害生命。在过去的5亿年中，有50%的可能性发生了这样一次致命的伽玛射线暴，导致了一次重大的大规模灭绝事件。假设类似水平的辐射对其他拥有生命的系外行星上的生命是致命的，我们探索了伽玛射线暴对银河系和宇宙其他地方生命的潜在影响。我们发现，一个致命的伽玛射线暴的概率是更大的内银河系（95%的半径为4千秒差距从银河系中心），使其不适合生命。只有在银河系的外围，距离银河系中心超过10千秒差距的地方，这个概率才降到50%以下。当把宇宙作为一个整体来考虑时，生命最安全的环境（类似于地球上的环境）是大型星系外围密度最低的区域，生命只能在大约10%的星系中存在。值得注意的是，一个宇宙学常数是这样的系统存在的必要条件。此外，由于伽马射线暴速率较高，星系较小，地球上存在的生命不可能在$z > 0.5$发生。早期的生命形式一定对辐射有更强的适应力。
2014-11-13 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Dust properties in afterglow of GRB 071025 at z~5
在高红移时，宇宙是如此年轻，以至于核心坍缩超新星（SNe）被怀疑是尘埃产生的主要来源。然而，一些观测表明SNe产生的尘埃是一个效率低下的过程，这让人怀疑早期宇宙中是否存在大量的SNe尘埃。最近，Perley等人（2010年）报道GRB 071025的余辉-一个z ~ 5的异常红色GRB-显示了SNe产生的尘埃的证据。由于这可能是唯一的高红移GRB表现出令人信服的证据SNe尘埃，但结果很容易受到影响的小系统光度学，我们重新检查GRB 071025的消光特性使用我们自己的光学/近红外数据在不同的时代。此外，我们测试了SNe尘埃模型与不同的祖质量和尘埃破坏效率，以约束尘埃形成机制。通过寻找余辉光谱能量分布的最佳拟合模型，我们证实了先前的说法，即GRB 071025中的尘埃最有可能来自SNe。我们还发现，13或25 M_{\odot}没有尘埃破坏的SNe-尘埃模型最适合GRB 071025的消光性质，而对不稳定SNe（PISNe）模型与170 M_{\odot}祖的数据拟合较差。结果表明，至少在某些高红移系统中，中等质量（10 - 30 M_{\odot}）的SNe是尘埃富集的主要贡献者，反向激波对尘埃的破坏作用可以忽略不计。
2011-10-17 astro-ph.CO
Revisiting 2D and 3D Dainotti Correlations for GRBs Using Bayesian Neural Networks
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Miranda House, University of Delhi（德里大学米兰达学院）
本研究利用贝叶斯神经网络（BNNs）结合观测哈勃数据（OHD）与Pantheon+超新星样本，重新校准GRB的二维、三维戴诺蒂相关性，发现三维相关性散度更低，Pantheon+校准效果更优，为GRB不依赖模型的校准提供了稳健框架。
2026-10-02 astro-ph.CO
Polarization Measurements as a Probe of Axion-Photon Coupling: a Study of GRB 221009A
本文首次利用GRB 221009A的偏振测量并完整计算Stokes参数，对轴子-光子耦合给出约束，在特定质量区间与现有互补探针相当。
2025-06-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A nearby GRB host prototype for z~7 Lyman-break galaxies: Spitzer-IRS and X-shooter spectroscopy of the host galaxy of GRB031203
伽马射线暴（GRB）的宿主星系在光度学和光谱学方面得到了广泛的研究。在这里，我们提出了第一个中红外光谱的伽玛射线暴主机，HG 031203。它是z=0.1055的最接近的伽玛暴宿主之一，允许使用斯皮策-IRS进行低分辨率和高分辨率光谱分析。还介绍了VLT上X-射手摄谱仪的中分辨率UV到K波段光谱学，以及斯皮策IRAC和MIPS测光，以及射电和亚毫米观测。这些数据使我们能够构建一个紫外线到无线电光谱能量分布，几乎完整的光谱覆盖范围从0.3-35微米的伽玛射线暴宿主星系的第一次，潜在的有价值的模板，为未来的模型比较。IRS光谱显示出强烈的高电离精细结构线辐射，表明星系中存在硬辐射场，暗示着正在进行的恒星形成和非常年轻的恒星星族。HG 031203通过伽玛暴的存在而被选中，这表明它可能是早期宇宙中非常年轻的恒星形成星系的有用模拟物，并暗示局部BCD可能比典型的局部恒星爆发更可靠地被用作早期宇宙中恒星形成的模拟物。我们在这一背景下看待目前关于z~7和z~8星系中主要恒星星族年龄的争论。HG 031203中的星云线发射非常强，在z~7处，它可以再现具有升高的IRAC 3.6和4.5 μ m通量的z带dropout星系的光谱能量分布，而不需要调用4000 A的中断。
2012-01-26 astro-ph.CO
Galaxies as seen through the most Energetic Explosions in the Universe
伽马射线暴（GRB）是恒星系统（大质量恒星或合并的致密双星残余物）爆炸产生的强烈而快速的伽玛射线辐射，发生在任何可能的红移，并被太空任务探测到。虽然伽玛射线暴是大爆炸后能量最高的事件，但系统性的搜寻（始于1997年的首次定位）只得到了374个光谱红移测量。在不到一半的时间里，宿主星系被探测到并进行了详细的研究。尽管已知的宿主数量很少，但它们对我们理解星系形成和演化的影响是巨大的。这些星系提供了探索观测上不利的区域的机会，由于气体和尘埃的存在，或者到达的距离很远。典型的长持续时间伽玛暴宿主星系在低红移是小的，恒星形成和金属贫乏，而在中等红移，许多主机是巨大的，尘埃和化学演化。在宇宙的过去更远的地方，在z > 5时，长伽玛射线暴的宿主从未被发现，即使是最深的近红外空间观测，这意味着这些星系非常小（恒星质量< 10^7 M_sun）。我们考虑了一些高z伽马射线暴发生在原始球状星团中的可能性，这些系统从一开始就急剧进化，但当时具有容纳伽马射线暴所必需的特征。在那个时候，原始球状星团中所含的恒星质量比例可能比今天高出几个数量级。另外，这些天体中包含了过去许多大质量的快速旋转双星系统，这也被认为是伽玛暴的有利条件。所有长伽玛暴在任何红移的共同因素是恒星的祖先：它是一颗非常大质量的稀有/短命恒星，存在于年轻区域，其红移演化与宇宙的恒星形成历史密切相关。
2015-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
GRB lensing parallax: Closing primordial black hole dark matter mass window
如果原始黑洞（PBH）的质量介于$10^{-16}M_{\odot} \lesssim M \lesssim 10^{-11} M_{\odot}$和暗物质（DM）之间，那么它的丰度目前是允许的。这个最轻的质量范围很难通过正在进行的引力透镜观测来探测。在本文中，我们主张一个旧的想法，透镜视差的伽马射线暴（伽玛暴），同时观察到的空间分离的探测器，可以探测到不受约束的质量范围，和附近的恒星可以探测到一个更大的质量范围。除了伽玛暴的各种优良性质外，我们周围的天体物理距离- $r_\oplus \text{--}$ AU -刚好大到足以用最轻的PBH DM来分辨伽玛暴透镜。
2020-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A search for gravitational lensing effects in Fermi GRB data
当伽玛射线暴追踪高z宇宙时，有一个不可忽略的可能性，即透镜效应会印在爆发的光变曲线上。我们建议用互相关方法寻找透镜候选者，通过观察来自天空同一部分的几天到几年的爆发。我们寻找相似之处，并假设一个奇异等温球（SIS）模型的镜头。一对透镜将使我们能够限制透镜物体的质量。我们的搜索没有发现任何引力透镜事件。
2009-12-19 astro-ph.CO
Cosmic GRB energy-redshift relation and Primordial flares as possible energy source for the central engine
考虑到观测到的伽马射线暴和太阳耀斑的相似性质以及宇宙环境中普遍存在的物理条件，下面的研究表明，触发伽玛射线暴的中心引擎最有可能和最有希望的能源可能是起源于早期宇宙星系间或星系团中的原始耀斑，即类似太阳耀斑的现象。由简单耀斑机制导出的能量-红移关系E = E_{0} {（1+z）}^3（其中E是释放的能量，z是伽玛暴的红移，E_{0}是一个常数，估计约为10^{52}尔格），通过与观测到的能量-红移关系的最小二乘拟合得到了证实。一些物理参数如长度尺度、磁场强度等，估计了γ暴的耀斑区。
2009-09-11 astro-ph.CO
Star formation in the early universe: beyond the tip of the iceberg
我们提出了晚期哈勃太空望远镜成像的六个雨燕伽玛暴位于5.0<z<9.5的领域。我们的数据包括非常深的观测领域的最遥远的光谱证实的爆发，GRB 090423，在z=8.2。利用它们的余辉所提供的精确位置，我们可以对它们的宿主星系的光度施加严格的限制。在一种情况下，在z=5.11的GRB 060522中，在GRB位置附近有一个边际过剩的通量，这可能是在J（AB）=28.5的星等处检测到的宿主。其他的都没有被显著检测到，这意味着所有的宿主都位于L \star以下，在它们各自的红移，在所有情况下，恒星形成率SFR<4 Mo/yr。事实上，将这五个场与WFC 3-IR数据叠加，我们得出每个星系的平均SFR<0.17Mo/yr。这些结果支持的命题，即大部分的恒星形成，因此综合紫外光度，在高红移出现在星系深场观测的检测限以下。作出合理的假设，伽玛射线暴率是成比例的紫外线光度在早期允许我们比较我们的限制与预期的基础上来自哈勃超深场（HUDF）和其他深场的星系光度函数。我们推断，一个光度函数，这是朝着陡峭的暗端斜率（α）和下降的特征光度（L \star），如其他一些研究所建议的，是与我们的观察相一致的，而一个非演变的LF形状被排除在>90%的置信度。虽然目前还不可能做出更有力的声明，但在未来，随着更大的样本和对GRB产生所需条件的更全面了解，像这样的研究在探索恒星形成的性质，星系光度函数的形状以及早…
2012-05-20 astro-ph.CO
Possible structure in the GRB sky distribution at redshift two
上下文过去三十年的研究在支持标准宇宙学模型的同时彻底改变了宇宙学。然而，宇宙均匀性和各向同性的宇宙学原理一直受到质疑，因为每次调查规模增加时都会发现像调查规模一样大的结构。直到2013年，我们宇宙中最大的已知结构是斯隆长城，它位于大约10亿光年之外，长超过400 Mpc。目的。伽马射线暴是宇宙中能量最大的爆炸。由于它们与大质量恒星的恒星端点有关，并且在遥远的星系中或附近被发现，它们是宇宙中含有正常物质的致密部分的可行指标。因此，伽马射线暴的空间分布有助于揭示宇宙的大尺度结构。方法.截至2012年7月，已经测量了283个伽玛暴红移。将这个样本细分为9个径向部分，每个部分包含31个GRB，表明具有1.6 < z < 2.1的GRB样本与其他GRB样本的显著不同在于，31个GRB中的14个集中在大约1/8的天空中。二维Kolmogorov-Smirnov检验，最近邻检验和Bootstrap点半径方法探讨了这种聚类的意义。结果所使用的所有检验表明，在1.6 < z < 2.1处，GRB样本存在统计学显著的聚类。此外，这种角度过度不能完全归因于已知的选择偏差，使其不太可能因偶然而存在。结论.这个巨大的结构位于十倍于斯隆长城，在大约一百亿光年的距离。由这些伽玛暴定义的结构的大小约为2000-3000 Mpc，或超过斯隆长城大小的六倍。
2014-01-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-ray bursts as cosmological probes: LambdaCDM vs. conformal gravity
LambdaCDM，对于当前首选的宇宙学密度Ω_0和宇宙学常数Ω_Lambda，预测宇宙膨胀从早期到红移z~0.9减速，并在后期加速。相反，基于共形引力的宇宙学模型预测宇宙膨胀一直在加速。为了区分这两种截然不同的宇宙学，我们求助于伽马射线暴（GRB），它被建议用来探测z>1时的宇宙膨胀历史，在z>1时，Ia型超新星（SNe）是罕见的。我们使用完整的贝叶斯方法来推断宇宙学参数和额外的参数来描述文献中的伽玛暴数据。这是第一次，我们使用伽玛暴作为宇宙学探针，没有任何先验信息的其他数据。此外，当我们将GRB样本与SNe相结合时，我们的方法巧妙地避免了受所谓的循环问题困扰的大多数先前方法的所有不一致性。事实上，当正确分析时，目前的数据与GRB和SNe的距离模量是一致的，在保形重力的变体中，它们分别比LambdaCDM弱约15和约3个星等。我们的研究结果表明，目前可用的SN和GRB样品同样很好地容纳两个LambdaCDM和共形重力，并不排除一个连续的加速膨胀。我们的结论是，伽玛射线暴目前还远远不是有效的宇宙学探测器，因为他们无法区分这两个非常不同的膨胀历史。
2011-10-11 astro-ph.CO gr-qc
Mapping the Universe with Gamma-Ray Bursts
本研究利用542个带精确光谱红移的伽马射线暴，通过自举点半径方法在南北银半球识别出多个大尺度宇宙结构，验证了伽马射线暴成团性作为宇宙结构探测手段的互补价值，强调了持续光学监测的必要性。
2023-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-Ray Bursts as an Independent High-Redshift Probe of Dark Energy
National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）；Space Science Institute（空间科学研究所）；Department of Physics and Astrophysics, University of Las Vegas, NV（内华达大学拉斯维加斯分校物理与天体物理学系）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Astronomical Observatory of Jagiellonian University in Kraków（雅盖隆大学克拉科夫天文台）；Dipartimento di Fisica “E.R. Caianiello”, Università di Salerno（萨莱诺大学E.R. Caianiello物理系）；INFN Gruppo Collegato di Salerno - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所萨莱诺协作组-那不勒斯分部）；Department of Physics and Astronomy, University of Hawai‘i（夏威夷大学物理与天文学系）；School of Mathematics and Statistics, University of Sheffield（谢菲尔德大学数学与统计学院）；Department of Physics and Astronomy, Clemson University（克莱姆森大学物理与天文学系）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）
本文研究伽马射线暴作为高红移暗能量探测工具的可行性，利用X射线和光学Dainotti关系，评估其对宇宙学参数的约束能力，并展示通过机器学习技术可实现的探测精度。
2026-05-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
The largest structure of the Universe, defined by Gamma-Ray Bursts
过去三十年的研究在支持标准宇宙学模型的同时彻底改变了宇宙学领域。然而，宇宙均匀性和各向同性的宇宙学原理一直受到质疑，因为随着调查规模的增加，总是发现像调查规模一样大的结构。到目前为止，我们宇宙中已知的最大结构是斯隆长城（SGW），它的长度超过400 Mpc，距离我们大约10亿光年。在这里，我们报告发现的结构至少比斯隆长城，这是由分布的伽马射线暴（GRB）建议的六倍大。伽马射线暴是宇宙中能量最大的爆炸。它们与大质量恒星的恒星端点有关，并在遥远的星系中或附近发现。因此，它们是包含正常物质的宇宙致密部分的非常好的指示器。截至2012年7月，已经测量了283个伽玛暴红移。如果我们把这个伽玛暴样本再分成9个径向部分，并比较这些子样本（每个子样本包含31个伽玛暴）的天空分布，我们可以观察到第四子样本（1.6 < z < 2.1）与其他子样本的显著不同之处在于，许多伽玛暴集中在天空的同一个角区域。利用二维柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫检验，发现这一观测结果的显著性小于0.05%，在这一红移带的31个伽马射线暴中，有14个集中在大约1/8的天空中。发现这种偏差的二项式概率为p=0.0000055。这个巨大的结构比斯隆长城远十倍，距离大约一百亿光年。这些伽玛暴所定义的结构的大小约为2000-3000 Mpc，或超过宇宙中最大已知物体（SGW）大小的六倍。
2013-11-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
The most powerful explosions in the Universe: genesis and evolution of Supernova and Gamma-Ray Burst Italian programs at ESO
从事伽马射线暴和超新星研究的意大利各界一直在积极使用欧洲南方天文台的望远镜，并为改进和完善观测技术作出了贡献，甚至为指导所研制仪器的特性和性能作出了贡献。这两个团体的成员最近发现了在一些伽马射线暴背后的强大超新星上进行密切合作的基础。我将回顾导致热核和核心坍缩超新星和伽玛暴的一些重要发现和里程碑的计划。
2012-10-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing the Weak Equivalence Principle with Cosmological Gamma Ray Bursts
在宇宙学距离上具有快速变化的伽马射线暴（GRB）被用来对违反引力弱等效原理（WEP）的行为施加新的限制。这些限制跟踪不同能量的伽玛射线暴光子之间的内在时间偏差，因为它们穿过宇宙，特别是在KeV到GeV的能量范围。以前在这个能量范围内的限制只涉及本地源的引力势，并利用0.1秒量级的时间变化。在这里，WEP违规限制来自具有更大距离、更快变化性和更大介入质量的源。具体而言，GRB源的红移高达6.5被认为是快速0.2毫秒的变化，并通过推断的星系团的引力势随机分布在视线周围。WEP违规限制来自GRB 910711、GRB 920229、GRB 021206、GRB 051221、GRB 090429和GRB 090510的数据。在极早期宇宙中最强的约束来自GRB 090429，它限制了$γ(500$ keV $) - γ(250$ keV $) < 1.2\times10^{-13}$。最强的总体约束来自GRB 090510，它产生的WEP违规限制为$γ(30$ GeV $) - γ(1$ GeV $) < 6.6\times10^{-16}$。这一最强约束不仅是早期宇宙中γ射线光子违反WEP极限的新记录，而且是任何两个能带之间记录的$Δγ$的最强上限。
2019-03-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmic explosions, life in the Universe and the Cosmological Constant
银河系伽马射线暴（GRB）是丰富的伽玛射线源，可以对复杂的生命构成威胁。利用最近对它们的速率和GRB导致大规模灭绝的概率的测定，我们探索了什么类型的宇宙最有可能拥有先进的生命形式。为此目的，我们使用宇宙学N体模拟，以确定在什么时间和什么值的宇宙学常数（$Λ$）的机会，不受宇宙爆炸的影响是最大化的。我们发现，$Λ-$占主导地位的宇宙有利于生命的生存对伽玛射线暴。在$Λ$ CDM宇宙学中，决定生命存活到伽玛暴的可能性的参数由$Λ$的值和宇宙的年龄决定。我们发现，我们似乎生活在一个有利的点，在这个参数相空间，最大限度地减少暴露于宇宙爆炸，但最大限度地提高了主序列（氢燃烧）恒星周围的先进的生命形式可以存在的数量。
2016-02-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Exploring the potentiality of standard sirens to probe cosmic opacity at high redshifts
在这项工作中，使用高斯过程，我们探讨了未来的引力波（GW）测量探测宇宙不透明度在高红移的潜力，通过比较其不透明度的光度距离（LD）的Ia型超新星（SNIa）和伽马射线暴（GRB）的组合的不透明度依赖的。利用未来爱因斯坦望远镜的观测数据、Pantheon汇编的实际数据和L. Amati { \it et al}。本文提出了一种非参数方法，通过比较由GW数据重建的LD与由Pantheon和GRB数据重建的LD来探测高红移下宇宙透明度的空间均匀性。此外，利用光学厚度的参数化方法对宇宙不透明度进行了检验，结果表明对宇宙不透明度的约束比以往的约束更加严格。这表明，未来的GW测量可能成为探测高红移区宇宙不透明度的重要工具。
2020-09-04 astro-ph.CO gr-qc
Are long gamma-ray bursts standard candles?
伽马射线暴（GRB）被广泛认为是追踪宇宙高红移范围内哈勃图的有效探针。然而，伽玛暴的标定并不像Ia型超新星（SNe Ia）那样容易。目前大多数校准方法使用一个或一些经验光度相关性，例如，Amati关系。这些校准方法的基本假设之一是，经验相关性是普遍的所有红移。在本文中，我们将检查这种假设在多大程度上成立。假设超新星Ia精确地跟踪宇宙的哈勃图，我们重新研究了低红移（$z<1.4$）和高红移（$z>1.4$）伽玛暴的Amati关系。发现在大于$3σ$的置信水平上，低$z$暴和高$z$暴的Amati关系是不同的.这个结果对宇宙学模型不敏感。用Amati关系重建哈勃宇宙图时应慎重。
2015-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Testing Isotropic Universe Using the Gamma-Ray Burst Data of Fermi / GBM
伽马射线暴（GRB）的天空分布已经被各种研究小组研究了二十多年。这些研究大多是基于天数密度分布来检验伽玛暴的各向同性。在这项工作中，我们提出了一种方法来测试宇宙的各向同性通过检查的性质，如伽玛暴的持续时间，注量和峰值流量在不同的能量带和不同的时间尺度的各向同性。我们将此方法应用于包含1591个伽玛暴的{ \em Fermi} /伽马射线暴监测器（GBM）数据样本。我们发现的最明显的特征是在银河系坐标$l\approx 30^\circ$、$b\approx 15^\circ$和半径$r\approx 20^\circ-40^\circ$附近。推导出的概率发生这样的各向异性信号（在一个随机的各向同性样品）是小于百分之一的一些测试，而其他测试给出的结果与各向同性一致。这些是基于来自真实数据的结果与随机混洗数据样本的比较。考虑到我们在这项工作中使用的大量统计数据（其中一些是相互关联的），我们可以预期检测到的特征可能是统计波动的结果。此外，我们注意到在这个特殊的补丁，这可能是由于一些仪器或观测效果，从而可以通过一些系统影响我们的统计数字相当低的伽玛暴数量。进一步的研究是非常必要的，以澄清这一结果，例如，利用更大的未来{ \em费米} / GBM数据样本以及其他伽玛射线暴任务的数据样本，并寻找可能的系统。
2017-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Cosmic Star Formation Rate from the Faintest Galaxies in the Unobservable Universe
对高z星系和伽马射线暴的观测，现在允许在再电离过程中进行经验研究。然而，即使是深度巡天，也只能看到任何时期最亮的星系，而且必须外推到任意的下限，以估计恒星形成的总速率。我们首先认为，在LBG调查中看到的星系人口产生的伽玛射线暴率在z > 8，这是一个数量级低于观察到的。我们发现，将推断的UV光度函数积分到M_UV ~ -10使得LBG和GRB推断的SFR密度值在z ~ 8处一致。然而，伽马射线暴有利于z > 9的大量尚未发现的恒星形成。我们认为，SFR密度可能只会缓慢下降到z ~ 11，符合WMAP和普朗克再电离的结果，伽玛暴可能是有用的，在测量这些众多的矮星系的规模。
2013-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Standardized long gamma-ray bursts as a cosmic distance indicator
伽马射线暴（GRB）是最明亮的爆炸，可以探测到宇宙的边缘。长期以来，人们一直认为他们可以将哈勃图扩展到非常高的红移。人们已经提出了几种时间或光谱性质与伽玛暴亮度之间的相关性，以使伽玛暴成为宇宙学工具。然而，这些相关性无法正确标准化。本文选取了一个由中心新生磁星电磁偶极辐射产生的具有X射线平台相的长伽玛暴样品。在X射线余辉到红移$z=5.91$的过程中，发现平台亮度与平台的结束时间之间有密切的相关性。我们标准化这些长伽玛射线暴的X射线光变曲线的普遍行为，通过这种相关性的第一次，与光度色散为0.5 dex。在低红移和高红移下，所导出的伽玛暴的距离-红移关系与标准的$Λ$ CDM模型一致.从这个伽玛暴样本中得到的宇宙加速的证据是$3σ$，这是迄今为止伽玛暴中统计意义最高的。
2021-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Strong Lensing of Gamma Ray Bursts as a Probe of Compact Dark Matter
通过对邻近星系恒星微透镜效应的零搜索，致密的暗物质被有效地限制在M <~ 10 M太阳质量范围内。在这里，我们提出了探测质量范围M >~ 10 M_sun通过寻找强透镜引起的伽玛射线暴光变曲线的回波。研究表明，大质量致密晕天体（MACHO）对伽马射线暴（GRB）的强引力透镜作用产生了叠加的GRB图像，当M > 10 M太阳时，其特征时间延迟> 1 ms。使用专门的模拟捕捉相关的现象学的伽玛射线暴提示发射，我们计算的信噪比需要检测伽玛射线暴透镜事件作为一个函数的通量比和透镜图像之间的时间延迟。然后，我们分析现有的数据从费米/GBM和斯威夫特/BAT仪器，以评估其约束力的紧凑的暗物质分数f_DM。我们发现，这些数据是噪声有限的，因此基于本地化的背景光子的掩蔽是一个关键因素。未来具有更好灵敏度的天文台将能够在10 M_sun <~ M <~ 1000 M_sun质量范围内探测到fDM>~ 1%的水平。
2018-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
High-redshift Cosmology by Gamma-Ray Bursts: an overview
本文综述 GRB 相关关系及其作为高红移宇宙学探针的应用，强调偏差校正、多探针联合、似然选择、宇宙志和机器学习的重要性。
2024-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
GRB 130606A as a Probe of the Intergalactic Medium and the Interstellar Medium in a Star-forming Galaxy in the First Gyr After the Big Bang
我们提出了高信噪比Gemini和MMT光谱的光学余辉的伽马射线暴（GRB）130606 A在红移z=5.913，发现斯威夫特。这是第一个具有与z~6类星体相当的光谱质量的高红移伽玛暴余辉。这些数据在近红外波长处呈现出平滑的连续谱，由于在红移z~5.91处Ly-alpha的吸收，在8410 Angs的蓝色方向被急剧截断，其中一些通量在7000-7800 Angs之间通过Ly-alpha森林传输。我们使用从金属吸收线推断的柱密度将宿主星系的金属丰度限制在[Si/H]>-1.7的下限和[S/H]<-0.5的上限之间，这是由未检测到S II吸收而设定的。我们证明了在红移范围z=4.9至5.85的光谱中看到的Ly-alpha透射率的戏剧性演变与先前从高红移类星体观测中测得的一致性。在z=5.77的Ly-alpha森林中，存在一个扩展的红移间隔Δ z =0.12，没有检测到透射，导致平均Ly-alpha透射分数的3-sigma上限<0.2%（或tau_eff（Ly-alpha）> 6.4）。这与类星体光谱中发现的最低红移冈恩-彼得森槽相当。我们设定了一个2-sigma上限为0.11的中性分数的IGM在红移的伽玛暴从一个Ly-alpha红色阻尼翼的缺乏，假设一个模型与一个恒定的中性密度。在这个红移窗口中检测到一些Ly-beta和Ly-gamma透射，表明它不是完全不透明的，因此IGM在这些红移下…
2013-07-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
The First Gamma-Ray Bursts in the Universe
伽马射线暴（GRB）是终极的宇宙灯塔，能够照亮宇宙的最早时期。这样的事件能探测到z $\sim$ 20（宇宙黑暗时代的结束）的第一批恒星的性质吗？以前对第三星族伽玛暴的研究只考虑了它们祖先的扩散遗迹H II区域的爆炸，或者比迄今为止观察到的爆炸更有活力的爆炸。但是，产生最高红移的伽马射线暴的过程可能会重置它们的局部环境，创造出比迄今为止相对论喷流模型更为复杂的结构。这些结构可以极大地影响余辉的亮度，因此可以检测到它的红移。我们现在已经模拟了星族III GRB在H II区域的余辉，风，以及恒星在产生爆发的过程中喷出的致密壳层。我们的模型，这已被用于在以前的工作中，已被扩展到包括反向冲击，逆康普顿冷却和冲击波中的球形度和光束的影响的贡献，并在各种回旋射流密度分布是有效的。我们发现E $_{\mathrm{iso},γ} =$ 10 $^{ 51}$ - 10 $^{53}$ erg的伽玛暴将在z $\gtrsim$ 20处对下一代近红外和射电天文台可见。在许多情况下，可以从余辉光曲线推断爆发的环境，从而推断出祖先的类型。虽然Swift和甚大阵列现在可以看到一些第三星族GRB，但探测它们的最佳策略将是未来的任务，如EXIST和JANUS，它们具有大的调查区域和机载X射线和红外望远镜，可以从爆发的那一刻起跟踪它们的近红外通量，从而确定其红移。
2015-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Are GRB optical afterglows relatively brighter at high z?
伽马射线暴（GRB）的红移分布受选择效应的影响很大。通过蒙特卡罗模拟，我们研究了一种可能的选择效应，这种效应可能会改变雨燕GRB的红移分布。我们展示了如何望远镜的响应时间，以获得一个GRB红移可能，通过Malmquist效应和GRB的光学余辉亮度分布，引入一个偏差到平均观测到的红移分布。很难调和最近报道的望远镜响应时间和平均红移之间的相关趋势，除非我们采用红移依赖的光学余辉分布。对这种选择效应的模拟表明，伽玛射线暴的光学余辉可能要么在宇宙早期就内在地更亮，要么遭受的本地宿主星系灭绝较少。
2009-08-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-ray burst cosmology: Hubble diagram and star formation history
简要介绍了Ia型超新星（SNe Ia）作为标准烛光测量宇宙的缺点，指出伽马射线暴（GRB）是探测高红移宇宙性质的有力工具。我们使用伽玛暴作为距离指标，在构建哈勃图的红移超出了目前的超新星Ia观测。由于长伽玛暴的前身星被证实是大质量恒星，因此长伽玛暴被认为是研究宇宙恒星形成率的有效途径。详细介绍了如何利用伽玛暴测量高$z$ SFR。此外，第一颗恒星只能在适当密度的结构中形成，这可以通过定义最小暗物质晕质量$M_{\rm min}$来参数化。$M_{\rm min}$一定在恒星形成过程中扮演着至关重要的角色。长伽玛暴与大质量恒星坍缩的关联也表明伽玛暴数据可以用来约束最小晕质量$M_{\rm min}$和研究暗物质晕中的恒星形成。
2016-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Location and Environments of Neutron Star Mergers in an Evolving Universe
同时探测到来自中子星合并的引力波和电磁波，既巩固了中子星合并和短持续时间伽马射线暴（GRB）之间的联系，也证明了天文学家有能力跟踪引力波探测，以限制这些合并的喷出物以及GRB发动机及其周围环境的性质。随着aLIGO和VIRGO的灵敏度增加，在未来几年内可能会出现越来越多的此类检测，从而导致大量事件来限制这些GRB事件的数量。虽然长持续时间的伽马射线暴起源于大质量恒星，因此位于它们的恒星托儿所附近，但双星中子星可能在更长的时间尺度上合并，因此可能有时间进行明显的迁移。双中子星并合电磁余辉辐射的强度和性质是环并合环境的敏感函数。虽然短伽玛暴的爆炸地点已经在文献中进行了探索，但这个问题还没有在宇宙学背景下得到充分解决。我们提出了宇宙学模拟的演化星系团，包括恒星形成结合二进制人口合成模型，以自洽跟踪的位置和环境气体密度紧凑的二进制合并网站在整个宇宙网络。我们提出的概率分布密度作为红移的函数，并讨论模型的敏感性人口合成模型的假设。
2018-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Does the Amati Correlation Exhibit Redshift-Driven Heterogeneity in Long GRBs?
本研究通过分析221个长GRBs，发现Amati关系参数在红移阈值1.5和2处存在显著差异，挑战其普遍性，并强调需更大数据集和未来任务以深化理解。
2024-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Does the GRB Duration Depend on Redshift?
迄今为止，已经测定了几百个伽马射线暴（GRB）的红移。除了距离之外，伽玛暴的另一个重要特性是暴的持续时间。在本文中，我们分析了这两个重要的量的现象。在本文中，我们绘制了二维分布图，并探索了一些可疑区域。众所周知，短伽玛暴比其他伽玛暴更接近，我们在宇宙中寻找伽玛暴持续时间与其他伽玛暴不同的部分。我们还分析了是否有任何范围内的持续时间的红移不同。我们发现了一些可疑的区域，但是除了短伽玛暴区之外，没有发现其他重要的区域。
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological Models and Gamma-Ray Bursts Calibrated by Using Pade Method
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最强大的射线源之一。近年来，伽玛暴被认为是Ia型超新星（SNIa）的补充探针。然而，众所周知，在利用伽玛暴研究宇宙学的过程中存在着一个圆度问题。在这项工作中，基于Padé近似，我们提出了一个新的宇宙学无关的方法来校准伽玛暴。我们考虑了一个由138个长的Swift伽玛暴组成的样本，得到了79个高红移$z>1.4$的校准长伽玛暴（命名为五月花样本），这些伽玛暴可以用来约束宇宙学模型，而不存在圆度问题。然后，我们考虑了这79个校准的伽玛暴和其他观测数据的几个宇宙学模型的约束。我们表明，伽玛暴是一个有能力的补充探针，其他完善的宇宙学观测。
2015-11-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Using Gamma-Ray Burst Prompt Emission to Probe Relativistic Shock Acceleration
人们普遍认为，伽马射线暴（GRB）中10 keV - 10 GeV波段的瞬发瞬态信号是由超相对论膨胀内部的多次冲击引起的。对这些冲击的耗散和伴随的加速度的详细了解是当前的热门课题。本文探讨了伽玛暴模型中相对论激波处电子（或离子）加速特性与伽玛暴瞬发辐射谱之间的关系。重点是在加速人口的可能的高能量幂律指数的阵列上，突出1兆电子伏以上的光谱如何可以探测伽玛射线暴内部冲击的磁场强度，以及在其周围的磁流体湍流的性质。强调了扩散激波加速理论在相对论性MHD间断处不产生正则谱。这种多样性是相称的显着范围内的光谱指数辨别迅速爆发发射。这种系统的诊断，现在正在加强由费米伽玛射线空间望远镜的爆发的宽带光谱覆盖;而伽马射线暴监测器（GBM）提供的粒子群的低能量部分的关键诊断，在这里的重点是在非热，粒子分布的大面积望远镜（LAT）提供的幂律制度的约束。
2010-02-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Standardizing Platinum Dainotti-correlated gamma-ray bursts, and using them with standardized Amati-correlated gamma-ray bursts to constrain cosmological model parameters
我们表明，铂伽马射线暴（GRB）的数据汇编，探测红移范围$0.553 \leq z \leq 5.0$，服从宇宙模型无关的三参数基本平面（Dainotti）的相关性，所以是可解释的。虽然他们探测宇宙学红移空间的大部分未探索的$z \sim 2.3-5$部分，但GRB宇宙学参数约束与重子声学振荡（BAO）和哈勃参数[ $H(z)$ ]数据的组合一致，但不如后者精确。为了提高仅GRB宇宙学约束的精度，我们从由118个GRB组成的较大的A118数据集中排除了常见的GRB，并联合分析了剩余的101个AMTI相关GRB和50个铂GRB。这个联合151 GRB数据集探测了大部分未探测的$z \sim 2.3-8.2$区域;由此产生的GRB宇宙学约束更具限制性，与$H(z)$ + BAO数据一致，但精度较低。
2022-02-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing the Cosmic Gamma-Ray Burst Rate with Trigger Simulations of the Swift Burst Alert Telescope
伽马射线暴（GRB）率是揭示GRB、超新星和恒星演化之间关系的基础。此外，高红移的伽玛暴速率提供了一个强有力的探测在早期宇宙的恒星形成历史。虽然Swift观测到了数百个GRB，但由于Swift复杂的触发算法，仍然很难确定GRB的内在速率。目前的研究GRB率通常近似的斯威夫特触发算法的一个单一的检测阈值。然而，与以前飞行的GRB仪器不同，Swift有超过500个基于光子计数率和附加图像阈值的触发标准。为了研究可能的系统偏差和探索固有的伽玛暴属性，我们开发了一个程序，能够模拟所有的率触发标准和模仿图像阈值。仿真结果表明，采用Swift的复合触发算法可以提高微弱脉冲的检测率。因此，我们的模拟表明，爆发需要比以前预期的更暗，以避免过度产生检测数量，并与Swift观测相匹配。此外，我们的研究结果表明，这些昏暗的爆发更可能是高红移事件比低光度的伽玛暴。这将意味着在大红移下的宇宙伽玛暴速率比以前基于恒星形成速率测量的预期更高，除非考虑其他因素，如光度演化。根据我们的最佳结果，每年向我们发射的伽玛暴总数为4571^{+829}_{-1584}。特别说明（2015.05.16）：此新版本包含一个勘误表。所有的伽玛射线暴率归一化（$R_{\rm GRB}(z=0)$）应该比以前报告的小2倍。详情请参阅附录。我们真诚地为这个错误道歉。
2016-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Star Formation Rate in the Reionization Era as Indicated by Gamma-ray Bursts
高红移的伽马射线暴（GRB）为研究早期宇宙的各个方面提供了一个非凡的机会，包括宇宙恒星形成率（SFR）。受最近两个z最高的GRB，GRB 080913在z = 6.7和GRB 090423在z = 8.1，和超过四年的斯威夫特观测的启发，我们首先确认，GRB率不跟踪SFR在一个公正的方式。校正这一点，我们发现，隐含的SFR超过z = 8是一致的LBG为基础的测量后，占看不见的星系在暗端的紫外光度函数。我们证明，这为在6 < z < 8范围内的恒星形成提供了支持，足以使宇宙重新形成。
2009-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmological Tests Using GRBs, the Star Formation Rate and Possible Abundance Evolution
本文的主要目标是利用调和斯威夫特长伽玛射线暴（LGRB）与恒星形成历史（SFH）的尝试，比较$Λ$ CDM的预测与$R_{\rm h}=ct$宇宙中的预测。在前者的背景下，我们确认，最新的雨燕样本的伽玛暴揭示了一个不断增加的演变，在伽玛暴率相对于恒星形成率（SFR）在高红移。观测到的伽玛射线暴速率和SFR之间的差异可以通过假设一个参数为$(1+z)^{0.8}$的适度演化来消除-也许表明金属丰度的宇宙演化。然而，我们发现$Z=0.52Z_{\odot}$的金属丰度切割比以前的研究中看到的更高，这表明LGRB优先发生在金属贫乏的环境中，即，$Z\sim0.1-0.3Z_{\odot}$。我们对高\emph{z}（$\ga 3.8$）SFH使用简单的幂律近似，即，$R_{\rm SF}\propto[(1+z)/4.8]^α$，以检查高-\emph{z} SFR如何可能受到雨燕伽玛暴样品中可能的丰度演变的影响。对于与$Λ$ CDM一致的膨胀历史，我们发现，如果$α=-2.41_{-2.09}^{+1.87}$，Swift红移和光度分布可以以合理的精度再现。对于$R_{\rm h}=ct$宇宙，GRB率与$Λ$ CDM略有不同，但也需要额外的进化效应，金属丰度切割为$Z=0.44Z_{\odot}$。假设SFR和GRB率通过演化的金属丰度相关，我们发现GRB数据限制$R_{\rm h}=…
2014-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
An unexpectedly low-redshift excess of Swift gamma-ray burst rate
伽玛射线暴（GRB）是宇宙中最剧烈的爆炸，可以用来探索高红移宇宙的性质。人们认为长伽玛暴与大质量恒星的死亡有关。因此，利用伽玛暴研究恒星形成率是可能的。本文采用Lynden-Bell的$c^-$方法，在不作任何假设的情况下，研究了\emph{Swift}长伽玛暴的光度函数和光度率。我们发现伽玛暴的光度随红移的变化是$L(z)\propto g(z)=(1+z)^k$与$k=2.43_{-0.38}^{+0.41}$的关系。通过$L_0(z)=L(z)/g(z)$修正红移演化后，亮度函数对于暗暴可以表示为$ψ(L_0)\propto L_0^{-0.14\pm0.02}$，对于亮暴可以表示为$ψ(L_0)\propto L_0^{-0.70\pm0.03}$，并有一个折点$L_{0}^{b}=1.43\times10^{51}~{\rm erg~s^{-1}}$。我们还首次发现伽玛暴的形成速率几乎恒定在$z<1.0$，这与SFR有显著的不同。在$z>1.0$，GRB的形成率与SFR一致。我们的结果与以前的研究有很大的不同。一些可能的原因，这种低红移过量进行了讨论。我们还测试了我们的结果与Monte Carlo模拟的鲁棒性。模拟数据的分布（即，光度-红移分布、光度函数、累积分布和$\log N-\log S$分布）与观测值符合得很好。此外，我们还发现，如果长伽玛暴是$z<1.0$上SF…
2015-04-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-Ray Bursts, Supernovae Ia and Baryon Acoustic Oscillations: a binned cosmological analysis
任何红移的宇宙学探测都是一致地重建宇宙历史所必需的。要正确研究哈勃常数$H_0$的张力（由Ia型超新星和普朗克测量的宇宙微波背景辐射获得），就需要在任何时期都有完整的距离指示器样本。伽马射线暴（GRB）是上述任务所必需的，因为它们的巨大亮度使我们能够在非常高的红移下扩展宇宙阶梯。然而，单独使用伽马射线暴作为标准烛光是具有挑战性的，因为它们的光度变化很大。为此，我们选择了一个可靠的相关性的伽玛射线暴与一个非常小的内在散射：所谓的基本平面相关性的伽玛射线暴余辉校正选择偏差和红移的演变。我们选择了一个定义明确的样品：铂样品，由50个长伽玛暴组成。为了进一步限制宇宙学参数，我们使用重子声学振荡（BAO）作为标准标尺，因为它们的可靠性。因此，我们应用伽玛暴，超新星Ia，和BAO在红移的分箱分析，使伽玛暴的贡献是完全包括在最后的红移箱，达到$z=5$。我们使用的基本平面相关性与SNe Ia和BAO，以限制$H_0$和密度物质的今天，$Ω_{M}$。这种方法使我们能够评估伽玛暴与Ia超新星和BAO相结合的作用。我们已经获得了$H_0$和$Ω_{M}$的结果使用伽玛暴+ SNe Ia+ BAO更好的精度比SNe Ia单独为每个箱，从而确认BAO和伽玛暴加在一起的有益作用。此外，当与SNe Ia + BAO比较时，在GRB + SNe Ia + BAO之间获得了一致的结果，显示了GRB的重要性，因为…
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Light from the Cosmic Frontier: Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴（GRB）是自大爆炸以来最强大的宇宙爆炸，因此在遥远的宇宙中充当路标。在过去的20年里，这些超亮的宇宙学爆炸已经从一个纯粹的好奇心转变为研究高红移恒星和星系，早期结构形成和化学元素演化的重要工具。在未来，伽玛暴可能会提供一个强大的探测宇宙的再电离时代，约束第一代恒星的属性，并发挥重要作用，在多信使天文学的革命，通过关联中微子或引力波（GW）信号与伽玛暴。在这里，我们描述了推进GRB领域所需的下一步，以及GRB研究早期宇宙的潜力及其在即将到来的多信使革命中的作用。
2013-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
