A roadmap to gamma-ray bursts: new developments and applications to cosmology
伽马射线暴是宇宙中最强大的爆炸，主要发生在非常大的红移，高达$z\simeq 9$。在这篇简短的评论中，我们首先讨论了伽马射线暴的分类和形态特征。然后，我们报告了伽马射线暴和其他天体，如黑洞，超新星，中子星等之间的可能关系，详细讨论了伽马射线暴的起源。我们对长、短伽马射线暴进行了分类，计算了它们的时间尺度，并介绍了标准的火球模型。之后，我们专注于直接应用伽马射线暴的宇宙学和强调的条件下，这些来源将作为完美的标准蜡烛，如果光度和光谱特性之间的相关性不受\emph{circularity problem}。在这方面，我们强调低$z$伽马射线暴的短缺如何阻止锚定伽马射线暴与主要距离指标。此外，我们详细分析了最常用的伽马射线暴的相关性，突出他们的主要区别。因此，我们显示校准技术，比较这种治疗与非校准方案。为了完整性，我们讨论的相关散射和系统发生在实验计算的物理性质。最后，我们发展了最新的统计方法，恒星形成率和高红移伽马射线暴过剩，并显示了最新的限制从实验分析。
2021-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Pulsar revival in neutron star mergers: multi-messenger prospects for the discovery of pre-merger coherent radio emission
研究了由致密天体间磁层相互作用引起的中子星合并前相干射电辐射。我们考虑两个合理的辐射机制，并表明，如果一个中子星有一个表面磁场$B_{\rm s} \ge 10^{12}$ G，相干毫秒射电爆发的特征时间形态和倾角的依赖性是可观察到的Gpc距离与下一代无线电设施。我们探索多信使和多波长的方法来识别NS合并起源的无线电爆发，如在快速无线电爆发调查，伽马射线暴和引力波事件的触发观测，以及在寻找kilonova和无线电余辉发射的快速射电暴的光学/无线电跟踪。我们目前和未来的观测设施，我们的研究结果，并提出建议，验证或约束模型。
2022-12-02 astro-ph.HE
Detection of VHE gamma-ray transients with monitoring facilities
对甚高能伽马射线（VHE，E > 100 GeV）的观测使我们在银河系内外识别出了极高能的过程和粒子加速点。我们希望VHE设施，如CTA，将以前所未有的详细程度探索这些来源。然而，许多重要过程的短暂性和不可预测性要求制定适当的监测战略，以观察它们。通过这项研究，我们估计VHE瞬变，可以有效地检测到监测设施的属性。我们使用费米-LAT仪器收集的数据，在其监测活动中，选择可能与VHE排放相关的事件。我们用这个样本来估计不同瞬变的频率、光度和时间尺度，重点是耀变体耀斑和伽马射线暴（GRB）。我们讨论了如何平衡的视野，灵敏度和占空比的天文台影响的可能性，以检测发生在推断率的瞬变，我们的结论描述的贡献，目前和不久的将来的监测设施可以带来的识别和研究VHE瞬态排放。
2021-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmology with Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最亮的源，主要发射硬X射线能带，并且在红移高达~8.1处被探测到。因此，它们在原则上是宇宙学非常强大的探测器。本文简要回顾了利用伽玛暴测量宇宙学参数的研究，这些研究主要是基于光谱峰值光子能量与总辐射能量或光度之间的相关性。特别是，基于95个伽玛暴的富集样本，我将提供Amati等人（2008）的分析的更新，该分析旨在从Ep，i-Eiso相关性中提取关于Omega_M的信息，并在较小程度上提取关于Omega_Lambda的信息。我还简要讨论了使用伽玛暴作为IGM高分辨率吸收光谱学宇宙学信标的前景（例如，WHIM），并作为SFR的示踪剂，直到宇宙的“黑暗时代”（z > 6）。
2009-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-Ray Burst Afterglow Follow-up Observation in Korea
我们回顾了我们小组在韩国进行的伽马射线暴（GRB）余辉跟踪观测。我们一直在使用夏威夷的4米UKIRT，德克萨斯州麦克唐纳天文台的2.1米望远镜，乌兹别克斯坦迈达纳克天文台的1.5米望远镜，Mt.韩国的博贤光学天文台（BOAO）和韩国的1.0米遥控望远镜。莱蒙，亚利桑那州。我们概述了我们的设施，并提出了我们的工作，包括在z > 5高红移伽玛暴的研究，和其他几个有趣的爆发。
2012-06-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
High-redshift star formation rate up to z~8.3 derived from gamma-ray bursts and influence of background cosmology
高红移恒星形成率（SFR）即使用现代方法也很难直接测量。长持续时间的伽马射线暴（GRB）由于其高亮度，可以在可见宇宙的边缘被探测到。长伽马射线暴的Eksar模型表明，它们可以追踪恒星形成的历史。因此，长伽马射线暴可能是测量高红移SFR的有用工具。观测表明，长伽马射线暴更倾向于在低金属含量的环境中形成。在不同的背景宇宙学模型（包括$Λ$ CDM、quintessence、quintessence with a time-varying equation of state和brane-world model）下，研究了追踪恒星形成历史和宇宙金属丰度演化的Swift伽玛暴的高红移SFR（z~8.3）。我们使用最新的Swift伽玛暴，包括两个最高的$z$伽玛暴，$z=6.7$的GRB 080913和$z=8.3$的GRB 090423。我们发现，在$z>4$的SFR表现出陡峭的衰减与$\sim -5.0$在$Λ$ CDM的斜率。在其他三个模型中，高红移SFR与$Λ$ CDM模型略有不同，也表现出陡峭的衰减。
2010-01-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fast Radio Bursts as Standard Candles for Cosmology
本文提出利用不含色散量（DM）的紧密经验关系将 Ib 型快速射电暴（FRB）校准为标准烛光，以规避 DM 不确定性对 FRB 宇宙学的困扰，并验证了高红移 Ib 型 FRB 约束宇宙学模型的可行性。
2024-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmology-insensitive estimate of IGM baryon mass fraction from five localized fast radio bursts
迄今为止，已有5个快速射电暴（FRB）被定位，其中包括3个明显不重复的FRB 180924、FRB 181112和FRB 190523，以及2个重复的FRB 121102和FRB 180916.J0158+65。我们将我们最近开发的方法（Li et al. 2019）应用于这五个局部FRB，以给出IGM中重子质量分数的宇宙学不敏感估计，$f_{\rm IGM}$。利用5个FRB的色散测度（DM）和光度距离$d_{\rm L}$数据（由FRB红移和相同红移的Ia型超新星的$d_{\rm L}$推断），我们对局部$f_{\rm IGM} = 0.84^{+0.16}_{-0.22}$进行了约束，没有红移依赖的证据.这个宇宙学不敏感的估计$f_{\rm IGM}$从FRB的观测是在很好的协议与以前的约束，使用其他探头。此外，仅使用三个明显不重复的FRB，我们得到了稍微宽松但一致的结果$f_{\rm IGM} = 0.74^{+0.24}_{-0.18}$。在这两种情况下，合理的估计宿主星系DM的贡献（${\rm DM_{host}}$）可以通过模拟它作为一个函数的恒星形成率。随着FRB本地化的快速进展，$f_{\rm IGM}$和${\rm DM_{host}}$的约束有望得到显著改善。
2020-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Checking the Empirical Relations with the Current Localized Fast Radio Bursts
本研究利用50多个已定位FRBs的实际观测数据检验了其经验关系，发现多数关系依然成立，特别是用于宇宙学标准烛光校准的 $L_ν-E$ 关系稳固，有利于FRB宇宙学发展。
2025-08-11 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Accurate Standard Siren Cosmology with Joint Gravitational-Wave and $γ$-Ray Burst Observations
针对引力波与γ射线暴联合观测的选择效应偏差，提出从多信使数据推断电磁探测概率的方法，实现哈勃常数无偏测量等，并给出新型精确似然近似方案。
2024-12-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
BurstCube: A CubeSat for Gravitational Wave Counterparts
BurstCube将探测大质量恒星坍缩产生的长GRB、双中子星合并产生的短GRB（sGRB）以及能量范围为10-1000 keV的其他伽马射线瞬变。sGRB特别令人感兴趣，因为它们被预测为LIGO/Virgo即将探测到的引力波（GW）源的对应物。BurstCube包含4个CsI放大器，与6 U Dellingr总线上的紧凑型低功耗硅光电倍增器（SiPM）阵列耦合，这是一个旗舰模块化平台，可以轻松修改为各种6 U CubeSat架构。BurstCube将在短期内补充Swift和Fermi等现有设施，并在下一代未来伽马射线任务飞行之前的过渡时间内提供GRB检测，定位和表征的手段，以及空间合格的SiPM和测试技术，供未来在更大的伽马射线任务中使用。BurstCube的最终配置是拥有一套$\sim10$ BurstCube，以比全面飞行任务低得多的成本提供对伽马射线暴的全天覆盖。
2017-08-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmology with Gravitational Wave/Fast Radio Burst Associations
最近，一些理论模型预测，一小部分快速射电暴（FRB）可能与引力波（GW）有关。在这项工作中，我们讨论了使用GW/FRB关联系统的可能性，如果在未来经常检测到，作为一个补充的宇宙探测。我们建议升级的标准警报器可以从来自GWs的光度距离$D_{L}$和来自FRB的色散测量${\rm DM_{IGM}}$的联合测量来构建（即，组合$D_{L}\cdot{\rm DM_{IGM}}$）。此外，与传统的标准警报器方法（即，$D_{L}$方法）和$\rm DM_{IGM}$方法依赖于哈勃常数$H_0$的优化，这种$D_{L}\cdot{\rm DM_{IGM}}$方法具有独立于$H_0$的优点。通过蒙特卡罗模拟，我们证明了$D_{L}\cdot{\rm DM_{IGM}}$方法比单独使用$D_{L}$或${\rm DM_{IGM}}$更有效地约束宇宙学参数，并使我们能够从大约100 GW/FRB的系统中获得精确的多信使宇宙学。此外，即使GW/FRB关联不存在，这里开发的方法仍然可以应用于发生在相同红移的GW和FRB。
2018-05-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
X-ray Plateaus in Gamma-Ray Burst Afterglows and Their Application in Cosmology
对于在X射线余辉中具有平台相的γ射线暴（GRB），发现了一个所谓的$L-T-E$关联，它将瞬发GRB的各向同性能量（$E_{γ,\rm{iso}}$）与X射线平台的结束时间（$T_{a}$）以及相应的X射线亮度（$L_{X}$）紧密联系起来。在这里，我们表明，有一个明确的红移的相关性的演变。此外，由于关联函数中$L_{X}$和$E_{γ,\rm{iso}}$的幂律指数几乎相同，因此$L-T-E$关联对宇宙学参数不敏感，不能作为满意的标准烛光。另一方面，基于一个包含121个长伽玛暴的样本，我们建立了一个新的三参数关联，它将$L_{X}$、$T_{a}$和谱峰能量$E_{\rm{p}}$联系起来，即$L-T-E_{\rm{p}}$关联。这种相关性强烈支持Izzo et al.（2015）建立的所谓组合关系。在对红移演化进行校正后，我们证明了去演化的$L-T-E_{\rm{p}}$关联可以作为标准烛光。通过单独使用这种相关性，我们能够约束的宇宙学参数为$Ω_{m}=0.389^{+0.202}_{-0.141}$（$1σ$）平坦的$Λ$ CDM模型，或$Ω_{m}=0.369^{+0.217}_{-0.191}$，$w=-0.966^{+0.513}_{-0.678}$（$1σ$）平坦的$w$ CDM模型。结合其他宇宙学探测，给出了宇宙学模型更精确的约束条件。
2021-08-27 astro-ph.HE
Cosmology-independent estimate of the fraction of baryon mass in the IGM from fast radio burst observations
快速射电暴（FRB）的过度色散测度（DM）已被认为是研究星系际介质（IGM）和宇宙学的有力工具。一个问题是IGM中重子的分数，$f_{\rm IGM}$，没有得到适当的约束。在这里，我们提出了一种方法来估计$f_{\rm IGM}$使用一个假定的FRB样本与DM和光度距离$d_{\rm L}$的测量。如果FRB与距离指示器（例如伽马射线暴或引力波事件）相关联，或者测量FRB的红移$z$，并且在相应的$z$处的$d_{\rm L}$可以从相同红移的其他距离指示器（例如Ia型超新星）获得，则可以获得后者。由于$d_{\rm L}/{\rm DM}$本质上不依赖于宇宙学参数，因此我们的方法可以独立于宇宙学参数确定$f_{\rm IGM}$。我们将$f_{\rm IGM}$参数化为红移的函数，并将宿主星系的DM贡献作为恒星形成率的函数进行建模。假设$f_{\rm IGM}$随红移有一个函数形式的温和演化，通过蒙特卡罗模拟，我们证明了用$d_{\rm L}$和DM的50次联合测量可以得到一个无偏的和宇宙学无关的带有$\sim 12\%$不确定度的$f_{\rm IGM}$的现值估计.此外，这种方法还可以测量本地宿主星系贡献的DM的平均值。
2019-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
Intermediate redshift calibration of Gamma-ray Bursts and cosmic constraints in non-flat cosmology
我们提出了如何校准长伽玛射线暴（GRB）的相关使用中间红移数据集，而不是限制在$z\simeq0$目录。为此，我们检查了最新的哈勃观测数据（OHD）和重子声振荡（BAO）。我们利用模型无关的技术贝塞尔多项式插值，事实上缓解了著名的影响伽玛暴相关性的圆形问题。为了得到对宇宙参数的约束，利用马尔可夫链蒙特卡罗Metropolis算法，区分了对BAO尺度、$r_{\rm s}$、Hubble常数$H_0$、光度距离$D_{\rm L}(z)$和空间曲率$Ω_k$的影响。受普朗克结果对$r_{\rm s}$的$\%$误差仅为0.4的事实的启发，与当前的BAO测量误差相比，我们区分了两种主要情况，即$(r_{\rm s}/r_{\rm s}^{\rm fid})=1$和$(r_{\rm s}/r_{\rm s}^{\rm fid})\neq1$。对于每一次出现，我们首先修复，然后让宇宙的空间曲率自由。在我们所有的治疗中，我们利用了巩固良好的\textit{Amati}相关性，提供更严格的约束质量密度比以前的文献。特别是，我们的研究结果变得更加兼容，采用$Λ$ CDM范式，与标准蜡烛指标。最后，我们批判性地重新审视最近的$H_0$紧张局势，鉴于我们的成果。
2022-07-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fast Radio Burst Distributions Consistent with the First CHIME/FRB Catalog
目前，快速射电暴（FRB）已成为天文学和宇宙学中一个非常活跃的研究领域。然而，迄今为止，FRB的起源仍然未知。对内禀FRB分布的研究有助于揭示FRB的可能起源，改进FRB宇宙学模拟。最近，第一个包含536个事件的CHIME/FRB目录发布了。这样一个大的统一的FRB样本检测一台望远镜是非常有价值的FRB分布的测试。后来，有人声称追踪宇宙恒星形成历史（SFH）的FRB分布模型被第一个CHIME/FRB星表拒绝了。在目前的工作中，我们考虑了一些经验FRB分布模型，并发现其中许多可以完全符合CHIME/FRB观测数据的一些合适的模型参数。请注意，FRB通常会发现关于SFH的抑制演化。特别是，我们独立地证实，FRB分布模型跟踪SFH可以拒绝在非常高的信心。另一方面，所有"成功“的模型实际上都需要一定程度的关于SFH的”延迟“。这些结果可能有助于解释FRB的起源和FRB宇宙学。
2022-01-20 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
An overview of the current understanding of Gamma-ray Bursts in the Fermi era
伽马射线暴是宇宙中最明亮的爆炸，其起源和机制是激烈研究和争论的焦点。自他们偶然发现以来的30多年里，随着空间和地面观测的几次突破，他们仍然是尚未完全理解的最有趣的天体物理现象之一。自费米望远镜发射以来，以其前所未有的带宽跨越了七十年，伽马射线暴的研究进入了一个新的阶段。在这里，我们回顾了目前的理论认识和观测的伽马射线暴天文学的亮点，并指出了一些潜在的承诺，多波长观测的未来地面观测设施。
2011-12-05 astro-ph.HE
LOFAR detectability of prompt low-frequency radio emission during gamma-ray burst X-ray flares
长伽马射线暴中的瞬发辐射来自于大质量恒星坍缩过程中产生的相对论性外流，辐射产生的机制可能是磁性或物质主导的。在这项工作中，我们提出了一个观测测试的磁主导坡印廷通量模型，预测伽马射线和低频无线电脉冲。长伽马射线暴的早期光变曲线的一个共同特征是X射线耀斑，它已经被证明是从喷流内部的位置产生的。将这些事件归因于即时发射，我们采取了一个已建立的Swift XRT耀斑样本，并应用磁主导风模型来预测使用LOFAR等无线电设施可观察到的~100-200 MHz波段中相应无线电脉冲的时间和通量密度。我们发现，44%的X射线耀斑研究将有可检测的无线电发射在这个模型下，典型的灵敏度达到使用LOFAR的快速响应模式，并假设在星际和星系间介质中的吸收和散射效应可以忽略不计。我们估计斯威夫特伽马射线暴显示X射线耀斑与可检测的无线电脉冲，访问LOFAR，为了每年7的速度。我们确定，LOFAR触发的观测可以发挥关键作用，在建立长期争论的机制负责伽马射线暴即时发射。
2020-04-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Optical Follow-Up Strategies for the Next Neutrino-Detected Galactic Core-Collapse Supernova
Université Paris Cité, CNRS, Astroparticules et Cosmologie（巴黎西岱大学）；Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM（艾克斯-马赛大学）；School of Physics and Astronomy, University of Minnesota（明尼苏达大学物理与天文学院）
研究提出利用中微子信号触发光学观测以发现核心坍缩型超新星，通过模拟不同观测设施的效率，评估了LSST和TAROT在后续观测中的表现。
2025-12-22 astro-ph.HE
Overview of the ECLAIRs Trigger for SVOM gamma-ray burst detection
CEA Saclay/Irfu/DAp-AIM, CNRS, Université Paris-Cité, Université Paris-Saclay（法国原子能和替代能源委员会萨克雷研究院/研究与核物理研究所天体物理学与宇宙微波背景研究组、法国国家科学研究中心、巴黎西岱大学、巴黎萨克雷大学）；CEA Saclay/Irfu/DEDIP（法国原子能和替代能源委员会萨克雷研究院/研究与核物理研究所数字数据处理与成像部）
SVOM卫星搭载的ECLAIRs触发器通过CRT和IMT算法自动检测并定位伽马射线暴，实现快速地面和空间观测跟进，已成功探测多种类型GRB并测定高红移爆发。
2026-04-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Classical and relativistic models for time duration of gamma-ray bursts
基于超新星（SN）膨胀的半径-时间关系的幂律假设，建立了经典模型，导出了伽马射线暴（GRB）的机械动能流和持续时间的解析表达式。基于光度和光度距离的两个截断对数正态分布的比率的随机过程允许导出伽玛暴持续时间的统计分布。SN膨胀的第一阶段所涉及的高速度需要相对论处理。假设星周介质遵循Plummer型密度分布，eta=6。相对论性动能流的级数解允许以数值方式导出伽玛暴的持续时间。在这里，我们分析两种宇宙学：标准宇宙学和等离子体宇宙学。
2017-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fast Radio Burst Cosmology: Hubble Tension and Dark Energy
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University), Ministry of Education（南京大学现代天文与天体物理教育部重点实验室）；Department of Astronomy, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文系）
本文综述快速射电暴作为宇宙学探针，利用色散-红移关系测量哈勃常数和约束暗能量，并讨论系统误差与未来前景。
2026-06-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Associating Fast Radio Bursts with Their Host Galaxies
快速射电爆发（FRB）的第一次精确定位，导致与$z=0.193$的低金属量矮星系的关联，已经开始揭示这些神秘爆发的性质以及为其提供动力的物理机制。增加具有强大宿主星系协会的FRB样本是正在进行和即将进行的搜索和设施背后的关键动力。在这里，我们量化的鲁棒性的FRB宿主星系协会作为本地化区域和星系视星等的函数。我们还探讨了使用FRB色散措施来限制源红移，从而减少候选主机的数量。我们进一步使用这些结果来证明，即使在没有一个强大的独特的协会，一个约束可以放置在一个主机星系的最大光度作为本地化区域和DM的函数。我们研究这些结果的背景下，现有的和未来的FRB设施。我们发现，$\lesssim 0.5''$的本地化所需的机会符合概率$\lesssim 1\%$的矮星系在$z\gtrsim 0.1$，如果一些主机的光度$\sim L^*$，然后本地化高达$\approx 3''$可能足以在$z\sim 0.1$（但$\lesssim 1''$在$z\approx 1$）。对来自DM的红移的限制只能略微提高缔合概率，除非DM很低，$\lesssim 400$ pc cm $^{-3}$（$z\lesssim 0.5$）。这种方法也依赖于星系红移的测定，如果宿主通常是矮星系，这在$z\gtrsim 0.5$是具有挑战性的。最后，对最大宿主光度的有趣限制（例如，足以证明宿主通常是矮星系）需要$\less…
2017-11-01 astro-ph.HE
Cosmological Constraints from Gravitational Wave-Fast Radio Burst Associations without Redshift Measurements for LIGO-Virgo and Cosmic Explorer
University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）
提出基于光度距离-色散关系的红移无关框架，利用引力波与快速射电暴关联约束宇宙学参数，比较LIGO-Virgo与Cosmic Explorer的探测能力，发现下一代探测器可高精度约束宇宙学。
2026-09-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Observed Luminosity Correlations of Gamma-Ray Bursts and Their Applications
本文综述了伽马射线暴的观测光度相关性，探讨其理论解释及在宇宙学中作为探针的应用，并重点解决低红移样本稀缺导致的循环性问题，以校准伽马射线暴并约束宇宙学参数。
2025-01-27 astro-ph.HE
New Insights into the Criteria of Fast Radio Burst in the Light of FRB 20121102A
随着现有射电望远镜的改进和新设施的建成，快速射电暴（FRB）的总事件数正在迅速积累。特别是，500米口径球面射电望远镜（FAST）合作组织刚刚报告了在短短47天的观测周期\citep{LiD2021}超过1000次爆发。他们工作中有趣的双峰分布促使我们重新审视FRB的定义。在这项工作中，我们归因于双峰分布的两种物理类型的射电爆发，这可能有不同的辐射机制。我们建议使用亮度温度来区分两个亚型。对于FRB 20121102 A，临界亮度温度为$T_{\rm B,cri}\simeq10^{33}\,\rm K$。具有$T_{\rm B}\geq T_{\rm B,cri}$的爆发被称为“经典”FRB，并进一步发现它们具有紧密的脉宽-注量关系（$T\propto\mathcal{F_ν}^{0.306}$）。相反，其他爆发被认为是“非典型”爆发，可能源于不同的物理过程。我们认为，对于每个FRB事件，应该存在类似的分界线，但$T_{\rm B,cri}$不一定相同。它的准确值取决于FRB辐射机制和源的性质。
2021-12-23 astro-ph.HE
Cosmology with gamma-ray bursts: I. The Hubble diagram through the calibrated $E_{\rm p,i}$ - $E_{\rm iso}$ correlation
伽马射线暴是宇宙中能量最大的爆炸。它们可以被探测到非常高的红移，因此可以被用来研究宇宙的膨胀率和研究暗能量的观测特性，前提是光谱和强度特性之间的经验相关性被适当地校准。我们使用Ia型超新星的光度距离来校准伽玛暴中峰值光子能量$E_{p, i}$和各向同性等效辐射能量$ E_{iso}$之间的相关性。利用这种关联，我们检验了利用伽玛暴测量宇宙学参数和获得暗能量基本性质和演化指示的可靠性。利用162个具有实测红移和光谱的伽玛暴，我们应用局域回归技术，用Ia型超新星数据校准了$E_{p, i}$ - $E_{iso}$相关，建立了校准后的伽玛暴哈勃图。我们测试了可能的红移相关性及其对哈勃图的影响。最后，我们利用GRB哈勃图研究了暗能量状态方程。为此，我们专注于所谓的Chevalier-Polarski-Linder（CPL）参数化的暗能量状态方程和实现马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，有效地采样宇宙学参数的空间。我们的分析再次表明，$E_{p, i}$ - $E_{iso}$关联没有明显的红移依赖性。因此，高红移伽玛暴可以作为一种宇宙学工具，用来确定基本的宇宙学参数和检验在SNIa和重子声学振荡数据所未探测到的红移区（$z\geqslant 3$）中的各种暗能量模型。我们更新的伽马射线暴校准哈勃图提供了一些边缘指示（在$1σ$水平）的演变暗能量EOS。
2016-10-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Multimodal analysis of Gravitational Wave signals and Gamma-Ray Bursts from binary neutron star mergers
两颗中子星（GW 170817）首次合并事件的发现以及在整个电磁波谱中对同一事件的观测，极大地促进了对宇宙的理解。随着第三代引力波探测器和新的天文设备的使用，我们期待着许多相同类型的多信使事件。我们预计需要分析这些事件提供给我们的数据，以满足实时分析的要求，同时也是为了通过使用机器学习的不同信使中发出的信息来破译整个事件。我们提出了一个范式的变化，我们将做多信使天文学，同时使用宇宙中的暴力现象产生的完整信息。我们提出的是应用多模态机器学习方法来表征这些事件。
2021-10-19 astro-ph.HE
Radio Forensics Could Unmask Nearby Off-axis Gamma-ray Bursts
对中子星合并双星GW170817的γ射线暴（GRB）170817A的多信使观测表明，在与γ射线暴喷流轴成较大角度的位置上，可以观测到低能$γ$射线辐射。如果这种结构性发射是典型的，那么目前已知的没有距离测量的短伽玛暴样本可能包含多个附近的离轴事件，其延迟的余辉可能没有被检测到。这些附近的中子星合并可能会产生泄漏的无线电耀斑，在伽马射线暴发射后几年达到峰值，仍然可以观察到。在这里，我们表明，几个短的伽玛暴观测到的尼尔Gehrels \textit{Swift}卫星上的突发警报望远镜（BAT），没有确定的余辉，没有距离测量，可能与无线电耀斑检测敏感的厘米波长无线电设施，如卡尔G。Jansky甚大阵。我们还研究了光学后续观测已经进行了这些事件，并发现附近的GW170817一样kilonova被排除只有三分之一。
2019-03-10 astro-ph.HE
Cosmology-independent Photon Mass Limits from Localized Fast Radio Bursts by using Artificial Neural Networks
为避免预设宇宙学模型导致的循环论证，本研究利用人工神经网络重构哈勃参数，结合32个精确定位FRBs观测数据，首次推导出与宇宙学无关的河外源光子质量上限。
2024-04-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraints on the Generalized Chaplygin Gas Model from Gamma-Ray Bursts
本文以伽马射线暴为宇宙学探针，研究了广义Chaubergin气体模型（GCGM）。为了避免所谓的循环性问题，我们使用宇宙无关的数据集和贝叶斯统计对模型参数施加约束。我们观察到，如果我们采用平坦宇宙，参数$α$的负值是有利的，并且参数$H_{0}$的估计值低于文献中发现的值。
2011-08-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Heavy elements form short and long gamma-ray bursts
引力波探测器LIGO和Virgo以及它们的电磁合作设施改变了我们寻找宇宙信息的方式。第一次观测到的中子星合并-GW 170817-证实了短伽马射线暴与中子星合并和重元素（r过程）的产生有关。基于最近的理论和观测发展，我简要地提出并讨论了一个猜想，即短和长伽马射线暴中的致密吸积盘合成了宇宙中大多数重r过程元素。即将到来的多信使天文学时代可能会让我们验证或证伪这一猜想。
2020-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
High-energy emission from Gamma-Ray Bursts
由于费米大天区望远镜的观测，在过去十年中，在高能量（$\sim\,0.1-100$ GeV）下探测到的伽马射线暴（GRB）的数量迅速增加。改进的统计和数据质量导致更好地表征高能发射特性，并对理论模型进行更强的约束。尽管取得了许多成就和进展，但一些观测性质仍然对理论模型提出了挑战，揭示了我们的理解远未完成。本文综述了伽玛暴$\sim\,0.1-100$ GeV辐射的主要光谱和时间特性，并总结了解释观测结果的最有前途的理论模型。由于对GeV辐射的理解可能来自更高能量的观测，因此还讨论了极高能量（$\sim$ 100 GeV以上）观测的现状和未来前景。未来设施的灵敏度提高，加上理论预测，支持未来地面伽玛射线暴探测在高/甚高能量域的具体可能性。
2018-04-04 astro-ph.HE
Gamma-ray Bursts as distance indicators through a machine learning approach
伽马射线暴（GRB）是一种高能事件，一旦知道它们的红移，就有可能为早期宇宙及其演化提供信息。不幸的是，确定红移是一个艰苦的过程，需要详细的后续多波长观测，通常涉及各种天文设施，这些设施必须迅速指向这些偶然事件。在这里，我们使用机器学习算法来推断红移从一组观测到的时间和光谱特征的伽玛暴。我们得到了一个非常高的相关系数（$0.96$）之间的推断和观察到的红移，和一个小的分散（均方误差为$0.003$）在测试集。平台余辉参数的加入改善了$61.4\%$的预测相比，以前的结果。从预测和观测到的红移中得到的GRB光度函数和累积密度率演化非常一致，表明GRB是有效的距离指示器和宇宙距离阶梯的可靠步骤。
2019-07-11 astro-ph.HE
Supernovae Ia and Gamma-Ray Bursts together shed new lights on the Hubble constant tension and cosmology
本文通过分箱分析Pantheon样本发现哈勃常数随红移呈缓慢下降趋势，并结合伽马射线暴基本面关系等探针，为解决哈勃常数危机及探索高红移宇宙提供了新见解。
2023-09-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Model-independent cosmology with joint observations of gravitational waves and $γ$-ray bursts
本文利用双中子星并合的多信使模拟数据，结合Fisher矩阵与高斯过程方法，实现模型无关的暗能量重建，并表明少于40次引力波-γ射线暴探测即可高精度约束哈勃常数和物质密度。
2024-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Effect of Redshift Distributions of Fast Radio Bursts on Cosmological Constraints
快速射电暴（FRB）是天文学和宇宙学研究的一个重要领域。然而，迄今为止，要确定FRB的红移并不容易。因此，目前还没有足够的具有确定红移的实际FRB可用于宇宙学研究。在过去的几年里，人们不得不使用模拟的FRB与“已知”的红移。为了模拟FRB，应该从给定的红移分布中随机分配一个红移给它。但FRB的实际红移分布至今仍不清楚。因此，在文献中假设了许多红移分布。在目前的工作中，我们研究了不同的红移分布对宇宙学约束的影响，而它们是平等对待的。我们发现，不同的红移分布导致不同的宇宙学约束能力从模拟的FRB。这一结果强调了寻找FRB实际红移分布的重要性，并提醒我们FRB模拟中可能存在的红移分布偏差。
2021-05-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Swift J1734.5-3027: a new long type-I X-ray bursting source
雨燕J1734.5-3027是雨燕在2013年9月爆发时发现的硬X射线瞬变。档案观察显示，该放射源在2013年5月至6月经历了一次增强的X射线活动。在本文中，我们报告了对2013年9月爆发期间收集的所有X射线数据的分析，这是第一次可以通过几个X射线设施进行密集跟踪。我们的数据集包括INTEGRAL，Swift和XMM-牛顿观测。从这些观测的时间和光谱分析，我们表明，一个长的I型X射线爆发发生在源爆发，使斯威夫特J 1734.5 -3027类爆发中子星低质量X射线双星的新成员。爆发持续约1.9 k s，在0.5-100 keV能量范围内达到峰值通量（6.0 $\pm$ 1.8）$\times$ 10 $^{-8}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$。在相同能量范围内，估计的爆发通量为（1.10 $\pm$ 0.10）$\times$ 10 $^{-5}$ erg cm $^{-2}$。通过假设光球半径膨胀发生在爆发的前$\sim$ 200 s期间，并且吸积物质主要由He组成，我们得出到源的距离为7.2 $\pm$ 1.5 kpc。
2015-05-22 astro-ph.HE
Cosmological implications of Fast Radio Burst / Gamma-Ray Burst Associations
如果一小部分快速射电暴（FRB）与伽马射线暴（GRB）有关，那么GRB的红移测量和FRB的色散测量（DM）的结合将为研究宇宙学打开一扇新的窗口。在宇宙基本上完全电离的$z<2$，FRB/GRB对的探测可以给出宇宙的重子质量分数$Ω_b f_{\rm IGM}$的星系际介质部分的独立测量。如果在更高的红移处发现FRB/GRB关联的好样本，则可以绘制自由电子柱密度历史，这可以用于探测宇宙中氢和氦的再电离历史。我们将我们的公式应用于伽玛暴101011 A和100704 A，每个伽玛暴都可能有一个相关的FRB，并约束$Ω_b f_{\rm IGM}$与其他方法得出的值一致。如果与伽玛暴无关的FRB的红移可以用其他方法测量，这里提出的方法也是适用的。
2014-01-30 astro-ph.HE
Probing Cosmology with 92 Localized Fast Radio Bursts and DESI BAO
Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Nanjing University（南京大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本研究结合92个定位快速射电暴（FRBs）样本与DESI重子声学振荡（BAO）等数据，在CPL参数化下约束暗能量状态方程，发现动态暗能量受偏好且与ΛCDM存在差异，同时指出准确计算银河系色散量对解决哈勃张力的重要性。
2025-01-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
The superluminal motion of the jet launched in GW170817, the Hubble constant, and critical tests of gamma ray bursts theory
如果哈勃常数的局部值为标准烛光Ia型超新星的H 0 =73.24 +/-1.74 km/s Mpc，则GW 170817事件中合并中子星的轨道运动轴方向与产生短硬伽马射线暴（SHB）170817 A的视超光速喷流的方向一致。这个值与普朗克在标准Lambda-CDM宇宙学假设下从宇宙微波背景辐射得到的宇宙值H_0=67.74 +/- 0.46 km/s Mpc相差3 σ。测量的超光速运动的射流也允许在一般的SHB 170817 A，特别是假设的生产机制的关键测试。
2018-09-05 astro-ph.HE
An 8.0\% Determination of the Baryon Fraction in the Intergalactic Medium from Localized Fast Radio Bursts
快速射电暴（FRB）的色散测度（DM）-红移关系被认为是探测星系际介质（IGM）和研究宇宙学的一个潜在的新工具。然而，对IGM中重子分数（$f_{\mathrm{IGM}}$）及其与宇宙学参数的简并性的认识不足限制了FRB的宇宙学应用。此外，IGM（$\mathrm{DM_{IGM}}$）和宿主星系（$\mathrm{DM_{host}}$）贡献的DMs是重要的宇宙学量，无法从观测中精确提取，这将给FRB宇宙学带来不可控制的系统不确定性。在这项工作中，我们使用17个定域FRB来约束$f_{\mathrm{IGM}}$及其可能的红移演化。其他宇宙学探测，如Ia型超新星，重子声学振荡，和宇宙微波背景辐射相结合，打破参数简并。考虑到$\mathrm{DM_{IGM}}$和$\mathrm{DM_{host}}$的概率分布从IllustrisTNG模拟，我们得到了一个强大的测量$f_{\mathrm{IGM}}=0.927\pm0.075$，代表8.0\%的精度。我们发现，在目前的观测数据水平上，没有强有力的证据证明$f_{\mathrm{IGM}}$的红移依赖性。FRB本地化的快速进展将显著改善对$f_{\mathrm{IGM}}$的约束。
2023-02-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-Gamma Absorption in Gamma-Ray Burst Environments
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最猛烈的爆炸，主要表现为明亮的伽玛射线短暂闪光。长伽马射线暴最有可能与一颗超大质量恒星的暴死有关。因此，它们被认为起源于最近或正在形成的恒星区域，其中有各种明亮的年轻恒星，例如OB协会。伽马射线暴是由星载伽马射线望远镜在MeV-GeV能量下探测到的，但也可能发射更高能量的伽马射线（甚高能伽马射线：E > 100 GeV），如纳米比亚的高能立体系统（H.E.S.S）等地面切伦科夫望远镜设施所观测到的。VHE伽马射线可以被低能光子通过对产生吸收，而伽玛暴附近的恒星提供了密集的辐射环境，这可能导致这种吸收。我们已经调查了有代表性的伽玛暴环境，并提供了一个估计的不透明度，伽玛射线吸收VHE伽玛射线从伽玛暴。我们发现，对于可能的性质的OB协会周围的伽玛射线暴的祖细胞，伽马-伽马吸收预计可以忽略不计。
2017-04-24 astro-ph.HE
Radio flares from gamma-ray bursts
我们提出的厘米和毫米的无线电发射的预测，从反向冲击在早期余辉的伽马射线暴，以确定其可探测性与当前和未来的无线电设施的目标。使用一系列的伽玛射线暴的属性，如峰值光学亮度和时间，各向同性的等效伽马射线能量和红移，我们模拟无线电光变曲线的框架广义为任何环暴介质结构，包括参数化的壳厚度制度，这是更现实的比简单的假设厚壳或薄壳近似。在Mundell等人（2007）和Melandri等人（2010）早期工作的基础上，反向冲击的典型频率被认为是无线电，而不是早期的光波长，我们发现最明亮和最明显的反向冲击无线电信号在爆发后0.1 - 1天内都可以检测到，强调了快速无线电跟踪的必要性。对于具有较晚光学峰值、高各向同性能量、较低环爆介质密度的爆发，以及在不太容易发生同步加速器自吸收效应的观测频率（通常在几GHz以上）的爆发，检测更容易。鉴于最近的检测极化提示伽玛射线和光学反向冲击发射，我们建议，极化无线电/毫米发射的检测将明确地确认存在低频反向冲击在早期。
2015-03-29 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
Capturing the electromagnetic counterparts of binary neutron star mergers through low latency gravitational wave triggers
我们研究了联合低延迟引力波（GW）探测和瞬发电磁波（EM）跟踪观测合并双星中子星（BNS）的前景。对于BNS合并与短持续时间的伽马射线暴（SGRBs），我们第一次评估的可行性快速EM后续行动，以捕捉即时排放，早期发动机活动或揭示任何潜在的副产品，如磁星或快速射电暴。为了实现我们的目标，我们首先模拟人口的合并BNS使用现实的源参数分布，并估计在合并前的不同时间的可检测性和定位效率。然后，我们使用一系列已签订GW后续协议的设施，从低频无线电到高能$γ$ -射线，来评估及时跟进的前景。我们量化我们的评估使用观测SGRB通量数据外推到先进的GW干涉探测器LIGO和处女座的地平线距离内，并立即在二进制合并后的提示阶段。我们的研究结果表明，虽然具有挑战性，但突破性的多信使科学是可能的，EM后续设施具有快速响应和广泛的视野。我们证明了抓住SGRB的瞬发阶段（$<$ 5 s）的机会，可以通过加快GW观测站和EM后续设施的检测管道来增强。我们进一步表明，除了澳大利亚仪器的最佳探测器网络可能会提高角分辨率的两个因素，从而大大有助于GW-EM多信使天文学。
2016-03-04 astro-ph.HE gr-qc
Generalized Distributions of Host Dispersion Measures in the Fast Radio Burst Cosmology
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）
本文通过分析125个局部化快速射电暴，发现放宽对参数F的先验限制可使H0与Planck和SH0ES结果一致，并证明通用化的宿主分散度分布能更有效地解决Hubble张力。
2026-05-01 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Fast Radio Bursts and the radio perspective on multi-messenger gravitational lensing
本综述围绕快速射电暴（FRBs）的引力透镜研究展开，阐述了识别透镜FRB的要求，探讨了可用FRBs探测的透镜质量范围，强调其宇宙学应用价值，并展望了未来射电干涉仪的相关前景。
2024-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
To understand the radiative processes of pulsars and fast radio bursts with the FAST
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；School of Physics and Mechanical Electrical & Engineering, Hubei University of Education（湖北教育学院物理与机电工程学院）
本文基于FAST观测数据，探讨脉冲星和快速射电暴的辐射机制，提出新的研究视角，强调利用FAST高灵敏度望远镜进一步研究的重要性。
2026-04-11 astro-ph.HE
Binary Neutron Star Mergers: Multi-Messenger Systematics and Prospects with Next-Generation Facilities
University of Manitoba（曼尼托巴大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Queens University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
研究通过综合模型分析BNS合并的多信使观测前景，揭示下一代设施对BNS合并探测的潜力及系统学影响。
2025-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Fast Radio Burst Trains from Magnetar Oscillations
在磁星巨耀斑尾部出现的准周期振荡最初被解释为中子星（NS）地壳的扭转振荡，最近被描述为全球核+地壳扰动。类似的频率也存在于高信噪比的磁星短爆发中。在磁星中，磁场的扰动强烈耦合到NS地壳，而不管短脉冲的触发机制如何。对于与磁星短暴相关的快速射电暴（FRB）的低空磁星模型，如低扭曲模型，地壳振荡可能与环绕短暴事件中的额外射电暴相关（如最近对SGR 1935+2154的建议）。由于大的河外体积探测宽场无线电瞬变设施，这提供了研究NS地壳利用样本远多于银河系的高能磁星爆发的统计数据的子突发结构或集群列车的FRB的前景。我们探讨了区分NS状态方程模型与越来越大的未来FRB观测集的前景。较低的$l$数本征模（对应于$\sim5-50$ ms的FRB时间间隔）可能比高$l$模更不容易受到与NS地壳物理、磁场和阻尼相关的系统效应的混淆。它们可能在实用性方面更有前途，也可能证实FRB来自成熟磁星的模型。未来对这些信号的观测特征也可以确定它们是否可以作为宇宙学的“标准振荡器”来限制红移，或者当可靠的红移可用时，可以用来限制FRB产生的磁星的质量。
2020-10-28 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
