作为遥远宇宙探测器的伽马射线暴

A roadmap to gamma-ray bursts: new developments and applications to cosmology

Gamma-ray bursts are the most powerful explosions in the universe and are mainly placed at very large redshifts, up to $z\simeq 9$. In this short review, we first discuss gamma-ray burst classification and morphological properties. We then report the likely relations between gamma-ray bursts and other astronomical objects, such as black holes, supernovae, neutron stars, etc., discussing in detail gamma-ray burst progenitors. We classify long and short gamma-ray bursts, working out their timescales, and introduce the standard fireball model. Afterwards, we focus on direct applications of gamma-…

引力波和伽马射线暴

Gravitational waves and gamma-ray bursts

伽马射线暴很可能与恒星质量物体的灾难性能量释放有关。电磁观测提供了重要的，但间接的信息的祖先。另一方面，从中心源发射的引力波携带着关于其性质的直接信息。在这种情况下，我给一个概述的多信使研究伽马射线暴，可以通过使用电磁波和引力波观测。我还强调了在没有伽马射线触发的情况下联合电磁波和引力波搜索的重要性。最后，我将讨论如何多信使观测可能会探测替代伽马射线暴祖模型，如磁星的情况。

宇宙学对观测到的伽马射线暴通量和注量分布的影响：最远的暴通常是最微弱的吗？

Cosmological effects on the observed flux and fluence distributions of gamma-ray bursts: Are the most distant bursts in general the faintest ones?

已经有几种说法认为，长持续时间的BATSE伽马射线暴的一个重要部分应该位于红移大于5的位置。这个观点来自于一个自然的假设，即平均而言，较暗的物体应该位于较大的红移处。然而，在斯威夫特观测到的爆发中，大于5的红移是罕见的，似乎与BATSE的估计相矛盾。本文旨在澄清这一矛盾。我们推导出观测量和发射量之间的宇宙学关系，并得出了一个可以在具有确定红移的爆发集合上进行测试的预测。这种分析独立于假设的宇宙学、观测偏差以及任何伽马射线暴模型。四个不同的样本进行了研究：8个BATSE爆发的红移，13个爆发与派生的伪红移，134斯威夫特爆发的红移，和6费米爆发的红移。这种争论可以用这样一个事实来解释，即明显较暗的爆发一般不一定位于大的红移处。当爆发样本中的亮度（或发射能量）增加的幅度大于观测值随红移而变暗的幅度时，这种行为是可能的。在这种情况下，dP（z）/dz > 0可以保持，其中P（z）是峰值通量或通量。所有四个不同的长爆发样本都表明情况确实如此。这也意味着数百个微弱的、持续时间长的BATSE爆发不一定位于高红移处，而且观测到的长斯威夫特爆发的红移分布可能实际上代表了实际的分布。

引力波观测如何塑造伽马射线暴范式

How Gravitational-wave Observations Can Shape the Gamma-ray Burst Paradigm

引力波（GW）观测通过穿透爆炸波，有效地发现离轴事件，并探测工作中的中心引擎，将很快彻底改变伽马射线暴的研究。针对伽马射线暴的GW数据分析已经帮助限制了选定事件的核心引擎。正在建造灵敏度大大提高的先进GW探测器。在概述了GW的发射机制，从伽马射线暴祖先（二聚结，星核坍缩，磁星，和其他），可以检测到先进的探测器，我们审查GWs将如何提高我们的理解伽马射线暴中央引擎，他们的天体物理形成渠道，以及不同的搜索策略的前景和方法。我们特别强调多信使搜索。为了实现最大的科学效益，GW，电磁和中微子观测应该结合起来，以提供更大的鉴别能力和科学范围。

伽马射线暴：2015年及以后的多波长背景

Gamma-Ray Bursts: The multiwavelength context in 2015 and beyond

我们尽可能完整地收集有关即将出现的与伽马射线暴有关的望远镜和设施的信息，包括电磁波段和非电磁信使。我们描述了这些新设施和SVOM任务之间的预期协同作用，并预测在未来几年内伽马射线暴领域可能取得的进展。

短和中伽马射线暴天空分布的各向异性：宇宙学原理的崩溃？

Anisotropy in the sky distributions of the short and intermediate gamma-ray bursts: Breakdown of the cosmological principle?

继近年来发现中强伽马射线暴的天空分布具有各向异性之后，又证明了短伽马射线暴的天空分布也具有各向异性。这些行为对宇宙学原理有效性的影响将在下文中讨论。

伽马射线暴与软伽马重复体。旋转、预旋的伽马喷流

Gamma Ray Burst and Soft Gamma Repeaters. Spinning, Precessing Gamma Jets

研究伽马射线暴与软伽马重复体的能量来源，提出极端喷流模型以解释高能输出和喷流约束问题。

New constraints on quantum foam models from X-ray and gamma-ray observations of distant quasars

Astronomical observations of distant quasars may be important to test models for quantum gravity, which posit Planck-scale spatial uncertainties ('spacetime foam') that would produce phase fluctuations in the wavefront of radiation emitted by a source, which may accumulate over large path lengths. We show explicitly how wavefront distortions cause the image intensity to decay to the point where distant objects become undetectable if the accumulated path-length fluctuations become comparable to the wavelength of the radiation. We also reassess previous efforts in this area. We use X-ray and gam…

短伽马射线暴可能作为合并双星系统的电磁对应物

Short Gamma Ray Bursts as possible electromagnetic counterpart of coalescing binary systems

由两个坍缩物体组成的合并双星系统是最有希望的高频引力波信号源之一，原则上可以通过地面干涉仪检测到。中子星或黑洞/中子星合并的双星系统也会产生短伽马射线暴，这是伽马射线暴的一个子类。因此，短硬伽马射线暴可能提供一个强有力的方法来推断两个坍缩天体双星的合并率。在大多数短伽马射线暴起源于中子星或黑洞/中子星合并双星的假设下，我们在这里概述了将短伽马射线暴作为合并双星系统的电磁对应物的可能性。

Standardizing Dainotti-correlated gamma-ray bursts, and using them with standardized Amati-correlated gamma-ray bursts to constrain cosmological model parameters

We show that each of the three Dainotti-correlated gamma-ray burst (GRB) data sets recently compiled by Wang et al. and Hu et al., that together probe the redshift range $0.35 \leq z \leq 5.91$, obey cosmological-model-independent Dainotti correlation relations and so are standardizable. We use these GRB data in conjunction with the best currently-available Amati-correlated GRB data, that probe $0.3399 \leq z \leq 8.2$, to constrain cosmological model parameters. The resulting cosmological constraints are weak, providing lower limits on the non-relativistic matter density parameter, mildly fav…

Standardizing Platinum Dainotti-correlated gamma-ray bursts, and using them with standardized Amati-correlated gamma-ray bursts to constrain cosmological model parameters

We show that the Platinum gamma-ray burst (GRB) data compilation, probing the redshift range $0.553 \leq z \leq 5.0$, obeys a cosmological-model-independent three-parameter fundamental plane (Dainotti) correlation and so is standardizable. While they probe the largely unexplored $z \sim 2.3-5$ part of cosmological redshift space, the GRB cosmological parameter constraints are consistent with, but less precise than, those from a combination of baryon acoustic oscillation (BAO) and Hubble parameter [$H(z)$] data. In order to increase the precision of GRB-only cosmological constraints, we exclude…