Intergalactic Magnetic Field constraints from detected very high-energy Gamma-Ray Bursts using the Cherenkov Telescope Array Observatory
Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学、巴黎西岱大学、法国原子能与替代能源委员会、法国国家科学研究中心、天体物理学与仪器研究所）
本文通过模拟CTAO观测数据，利用光谱-时间拟合方法，研究CTAO在完全部署后对星际磁场强度的约束，显示其可探测至10^-15 G量级，并基于GRB 221009A观测支持3×10^-17 G的磁场强度。
2026-04-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Density and Ionization Profile of Optically Dark and High Redshift GRBs Probed by X-ray Absorption
本文通过模拟确定NHX观测极限，并用Efron–Petrosian非参数方法揭示GRB的X射线柱密度随红移显著演化，说明光学暗GRB源于更高环境密度而非内在机制。
2024-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Impact of Observational and Modelling Assumptions on Intergalactic Magnetic Field Constraints from TeV Gamma-Ray Bursts with the Cherenkov Telescope Array Observatory
Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学，巴黎西岱大学，法国原子能委员会，法国国家科学研究中心，天体物理学与宇宙微波背景研究组）
本文研究了CTAO观测GRB 190114C和221009A对IGMF约束的影响，发现对于常规源，IGMF下限为2×10^-16 G，极端事件下可探测至10^-16 G，提升了当前约束水平。
2026-04-11 astro-ph.HE
Electromagnetic Cascades as Probes of Cosmic Magnetism
星系际磁场（IGMF）的存在是宇宙学中的一个悬而未决的问题，从未得到明确的证实。耀变体发射的高能伽马射线是宇宙磁性的独特探测器，因为它们与普遍辐射场的相互作用产生了对干预磁场敏感的短暂带电成分。电磁级联中产生的二次伽马射线的空间和时间特性可以提供有关IGMF的强度、功率谱和拓扑结构的信息。为了探测这些领域，伽马射线在星系际介质中传播的详细模拟是必要的。在这项工作中，磁场的影响，对伽马射线的光谱和到达方向进行了研究，使用三维模拟，强调螺旋IGMF的特殊情况。
2017-04-14 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
Expected Constraints on the Intergalactic Magnetic Field using Gamma-Ray Bursts with the Cherenkov Telescope Array Observatory
Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学，巴黎西岱大学，法国原子能和替代能源委员会，法国国家科学研究中心，天体物理学和仪器研究所）
利用CTAO观测GRBs，通过联合能谱和时间拟合研究星际磁场，探测其强度下限可达$10^{-15}\;\mathrm{G}$。
2025-10-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
GRBs as Probes of the Early Universe with TSO
长伽马射线暴（GRB）是宇宙中已知的最明亮的电磁辐射源，其瞬发闪光时间为3 ~ 300秒（各向同性X射线/伽玛射线亮度高达10^53尔格/秒）。其馀辉的第一天静止帧UV/光学绝对星等AB = -30至-23。这种发光的连续nUV-nIR背光提供了SFR（z）的最终探测，回到第一颗Pop III到II.5恒星，预计是大质量和GRB的祖先。伽玛射线暴余辉光谱在前1 ~ 3小时内可直接测量其宿主星系再电离时期的电离分数x_i与z的关系，从而跟踪结构的生长。只有28%的雨燕伽玛暴测量到了红移，这是由于在R，J >21时的跟踪有限。大约25%的伽玛暴由于其宿主星系的尘埃吸收而在光学上是暗的，但那些在X射线光谱中具有低NH的伽玛暴可能在z >7。目前的8- 10米望远镜和即将到来的ELT无法迅速追踪光学暗伽马射线暴，JWST或WFIRST也无法在伽马射线暴发生的0.5到1天内转换。时域光谱天文台（TSO）是一个位于L2的探测级1.3米望远镜，具有4个波段（0.3至5微米）的成像和光谱（R = 200，1800），并具有90%天空的快速回转能力。TSO最终将利用z > 6到12的伽玛暴作为SFR（z）、EOR（z）的最直接探测器，并且可能是第一颗（Pop III）恒星核心坍缩的第一个直接探测器。
2019-03-19 astro-ph.HE
Exploring cosmic magnetism with gamma-ray burst afterglow emission
INAF Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；INAF, Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）
本研究利用CTAO望远镜，通过模拟不同参数GRB的对回声辐射，探究宇宙空洞内星系际磁场的可探测性，发现部分GRB样本可产生CTAO可探测的对回声信号。
2026-08-19 astro-ph.HE
Near-extremal black holes as initial conditions of long GRB-supernovae and probes of their gravitational wave emission
与超新星有关的长伽马射线暴（GRB）和合并产生的短伽玛射线暴（SGRBEE）可能是由黑洞作为共同的内部引擎提供动力的，因为它们的瞬发伽玛射线暴辐射满足$E_{p,i}-E_{iso}$平面上相同的Amati相关性。我们引入修改后的Barnikh方程，以确定超吸积驱动新形成的黑洞在核心坍缩超新星的近极值自旋作为一个前兆，以促进伽玛射线暴的排放。在BATSE长伽玛暴目录中观察到随后的自旋下降。自旋下降提供了一个自然的统一与正常的长伽玛暴和SGRBEE的黑洞自旋的寿命长的持续时间，在合并的主要后备物质的情况下。结果指出了在高频引力波中看不到的主要发射。描述了一种新的匹配滤波方法，用于LIGO-Virgo和KAGRA在基本上最大灵敏度下对附近核心坍缩超新星的宽带探测。
2015-08-31 astro-ph.HE
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
Multi-Wavelength Afterglows as Diagnostic Probes of Dense Circumburst Medium in GRBs
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院云南天文台）；Center for Astronomical Mega-Science, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
研究多波段后glow光变曲线作为探测GRB周围稠密介质的诊断工具，揭示不同喷流开角下光变特征的差异。
2025-12-09 astro-ph.HE
Secondary GeV-TeV emission from ultra-high-energy cosmic rays accelerated by GRB 221009A
超高能宇宙射线（UHECR）的起源仍然难以捉摸。伽马射线暴（GRB）是能够满足粒子加速到如此高能量所需的严格能量要求的最佳候选者之一。如果超高能电子回旋共振被GRB 221009 A的中央引擎加速，那么当超高能电子回旋共振从源到地球的过程中，就有可能探测到次级光子和中微子。在这里，我们试图解释一些早期公开的数据连接到这个爆发。如果报告的早期GeV-TeV探测是由UHECR的二次发射产生的，那么它可能表明UHECR达到了能量$> 10^{21}$ eV，并且GRB 221009 A在星系际磁场（IGMF）强度为$B \leq 3 \times 10^{-16}$ G的磁空洞内爆炸。为了了解整个能量沉积机制，我们建议搜索现有的和未来的费米LAT数据到达更大的空间尺度和更长的时间尺度的二次发射。这一策略可能有助于澄清UHECR的起源，限制沿这条视线的星系际磁场（IGMF）的强度，并开始量化伽玛暴周围的磁空洞的比例。
2022-12-09 astro-ph.HE hep-ex
Gamma-ray bursts and their use as cosmic probes
自从雨燕任务成功发射以来，伽马射线暴（GRB）领域经历了一场革命。在伽玛暴警报的几分钟内，角秒伽玛暴的定位标志着伽玛暴演化的连续采样，通过提示余辉阶段揭示意想不到的耀斑和平台阶段，第一次检测到一个kilonova符合短伽玛暴，低光度，超长，高度尘埃熄灭的伽玛暴样品的识别。越来越多的GRB余辉，GRB超新星探测，红移和宿主星系协会大大提高了我们对这些巨大的宇宙爆炸产生和动力的理解。然而，更高质量的数据往往也揭示了更大的复杂性。在这篇综述中，我总结了雨燕时代GRB研究中的一些里程碑，以及以前被广泛接受的理论模型如何适应新的观测数据。
2017-09-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Properties of High-Redshift GRBs
伽马射线暴（GRB）的巨大能量使其成为早期宇宙的理想探测器。通过使用高红移伽玛暴余辉中的吸收线，天文学家可以研究早期宇宙中金属的演化。随着对伽玛暴祖先性质的了解，观测到的高红移伽玛暴的速率和性质可以探测高红移恒星的形成历史和初始质量函数。本文详细研究了黑洞吸积盘范式下长持续时间伽玛暴性质的金属丰度和质量依赖性，预测了这些性质随红移的演化。这些模型在当前的伽玛暴观测上进行校准，然后用于对新的观测和研究高红移伽玛暴的新任务（例如拟议中的伽莫夫任务）进行预测。
2021-12-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
X-ray absorption evolution in Gamma-Ray Bursts: intergalactic medium or evolutionary signature of their host galaxies?
伽马射线暴（GRB）的固有X射线辐射经常被我们自己的星系吸收，超过或超过柱密度。额外的成分通常被认为是由于吸收了位于GRB本身的宿主星系内的气体。氢的等效柱密度N（H，本征）（假设它在伽玛暴红移处）和红移z之间有明显的相关性，少数z>6的伽玛暴显示出最大的本征柱密度。我们调查的N（H，内禀）- z关系使用大样本的雨燕伽玛暴，以及活动星系核（AGN）和类星体的样本，特别注意的光谱能量分布的两个最高的红移伽玛暴。各种可能的样本偏差和系统，可能会产生这样的相关性被认为是，我们的结论是，相关性很可能是真实的。这可能表明宿主星系性质的演化效应，或者来自扩散星系际介质（IGM）或中间吸收云中沿视线的气体的贡献。采用一个比以前的工作更现实的IGM吸收模型，我们发现这可以解释在z>~3处观察到的不透明度，只要它不是太热，可能在10^5 K和10^6.5 K之间，并且适度富集金属，Z~0.2 Z_sun。因此，这种物质可能构成温暖的热星系际介质。然而，从介入的冷气体云的累积效应中也可以预计到相当的吸收水平，并且鉴于目前的不确定性，不可能说哪一个占主导地位。在较低的红移，我们得出结论，在宿主星系的气体必须是所观察到的X射线吸收的主要贡献者。
2013-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Short Gamma Ray Bursts and their Afterglow Signatures in Dense Stellar Systems
短伽玛暴起源于致密双星合并的假说最近得到了支持。因此，人们期望余辉应该具有稀薄星系际介质（IGM）的特征。然而，适合的观测数据表明，一些检测到的余辉出现在相对稠密的气体环境，而不是在低密度IGM。在这里，我们表明，考虑红巨星风的影响，在星团的核心可能会解决这个悖论，如果短伽玛射线暴的祖先包含在这样的环境和近距离接触，而不是纯粹的引力波发射带来的紧凑的对象在一起。这里明确证实了一个重要的概念，即短伽马射线暴遗迹的形态和可见性在很大程度上取决于星系团核心气体的状态。
2009-04-11 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
Einstein Probe Fast X-ray Transients Extend the Physical Parameter Space of Relativistic Jets
Nevada Center for Astrophysics, University of Nevada（内华达大学天体物理中心）；Department of Physics and Astronomy, University of Nevada（内华达大学物理与天文系）；Department of Astronomy, University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校天文学系）；The Hong Kong Institute for Astronomy and Astrophysics, the University of Hong Kong（香港大学香港天文及天体物理研究所）；Department of Physics, University of Hong Kong（香港大学物理系）
研究爱因斯坦探针探测到的快速X射线瞬变，用多种喷流结构研究其物理起源，发现标准喷流结构能解释部分能量，但不能完全解释一些高能FXTs的峰值能量值，表明其可能探测到参数空间新区域的相对论爆炸，促使进一步研究。
2026-07-17 astro-ph.HE
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
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
Combined X-ray and optical analysis to probe the origin of the plateau emission in $γ$-ray bursts afterglows
本文通过30个同时具有X射线和光学数据的GRB样本，检验平台期同步辐射单区模型，发现63%的GRB可用单区解释，其余需双过程协同，并讨论了磁星能量注入与结构化喷流高纬度辐射等情景。
2022-11-05 astro-ph.HE
Investigation of Redshift- and Duration-Dependent Clustering of Gamma-ray Bursts
伽马射线暴（GRB）可以在很远的距离外被探测到，因此是潜在的强大的宇宙学探测器。从历史上看，伽玛暴的角分布提供了有关其起源和物理性质的重要信息。作为一个总体，伽玛暴在天空中各向同性分布。然而，有发表的报告，一旦按持续时间或红移分类，伽玛暴显示出显着的集群。我们研究了红移和持续时间依赖的伽玛暴聚类使用邻近措施和核密度估计。利用由BATSE，费米/GBM和斯威夫特/BAT检测到的爆发，我们发现边缘的证据聚类持续时间非常短的伽玛暴小于100毫秒。我们的分析提供了很少的证据显着红移依赖的伽玛暴聚类。
2015-10-08 astro-ph.HE
Catching GRBs with atmospheric Cherenkov telescopes
费米已经证明伽玛暴是一个大于10 GeV光子的源。我们提出了一个估计的伽玛暴的探测率与下一代切伦科夫望远镜。我们的预测是基于费米探测到的伽玛暴的观测特性，结合在较低能量下工作的仪器对暴群的光谱特性和红移测定。虽然到目前为止，GRB的VHE发射的探测已经避开了地面仪器，但我们的研究结果表明，地面探测可能在拟议的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的范围内，尽管速率很低，为0.25 - 0.5/年。这样的探测将有助于限制伽玛射线暴的发射机制。来自遥远伽马射线暴的这些能量的光子受到紫外光背景光的影响，地面探测也可以提供一个有价值的探测河外背景光（EBL）的高红移。
2011-02-10 astro-ph.HE
Probing the Intergalactic Magnetic Field with the Anisotropy of the Extragalactic Gamma-ray Background
星系际磁场（IGMF）通过影响高能光子与河外背景光相互作用所引发的电磁级联，对河外γ射线背景的角各向异性产生影响。强IGMF将使这些级联中产生的次级粒子偏转，因此将倾向于使较低能量级联光子各向同性化，从而引起伽马射线背景的各向异性能谱的调制。在这里，我们提出了一个简单的，概念验证计算这种影响的大小，并证明目前的费米数据似乎已经倾向于不可忽略的IGMF值。费米伽马射线背景的各向异性能谱可以作为IGMF强度的探测器。
2013-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Prospects for the detection of GRBs with HAWC
对具有VHE γ射线的伽马射线暴（GRB）的观测，不仅可以了解GRB中粒子的加速机制，而且还可以用来探测河外背景光和限制Lorentz不变性破坏。我们提出了基于地面的HAWC（高海拔水切伦科夫）伽玛射线天文台的伽玛暴探测的前景。我们模型的VHE光谱的伽玛暴外推观测费米LAT和其他天文台更高的能量。假设只有与河外背景光相关的电子对产生是光谱中高能截止的原因，我们发现HAWC将具有高达1.65 GRB/年的探测率。HAWC对伽玛暴的灵敏度主要来自瞬发相的短硬伽玛暴。我们探讨了GRB谱中普遍高能截止的可能性，发现只要在静止坐标系中典型的本征截止在200-300 GeV以上，HAWC的GRB探测率应至少是这个数字的一半。
2013-06-05 astro-ph.HE
Gravitational waves from precessing engines in GRBs
在伽马射线暴中心的瞬态吸积盘的框架下，我们计算了Lense-Thirring进动的可能周期。接下来，我们评估了与这种动力学设置相关的假定引力波。假设一个磁盘射流系统的伽马射线发射的特征时间剖面，我们得到的光变曲线呈现出类似于一些GRB事件中报道的时间微观结构。在调整了两个特定伽玛暴的参数后，我们评估了这个吸积盘进动产生的引力波的可探测性。最后，我们的分析表明，一些伽玛暴是可能的探测与先进的LIGO。
2011-04-11 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
Reconstructing the Fraction of Baryons in the Intergalactic Medium with Fast Radio Bursts via Gaussian Processes
快速射电暴（FRB）是天文学和宇宙学研究的一个新的热点。由于FRB的河外起源和宇宙起源，它可以用来研究星系际介质（IGM）和宇宙膨胀。预计在不久的将来，通过识别它们的宿主星系或对应星系，将可以获得许多具有确定红移的FRB。$\rm DM_{IGM}$是IGM对FRB观测色散测度的贡献，它承载着IGM和宇宙膨胀历史的关键信息。因此，我们可以通过使用具有确定红移的FRB来研究宇宙的演化。在本工作中，我们对IGM中的重子质量分数$f_{\rm IGM}$感兴趣，它对研究宇宙膨胀和“重子丢失”问题是有用的。我们建议通过一个完全与模型无关的方法，即高斯过程，重建作为红移$z$与FRB的函数的$f_{\rm IGM}$的演化。由于没有大样本的FRB与确定的红移，我们使用模拟FRB代替。通过各种模拟，我们表明，这种方法效果良好。
2020-04-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Gamma-Ray Window to Intergalactic Magnetism
探测星系际磁场最有希望的方法之一是利用高能伽马射线或宇宙射线在星系际空间引发的电磁级联中产生的伽马射线。由于级联的带电成分对磁场敏感，因此可以利用对遥远天体（如耀变体）的伽马射线观测来限制IGMF的性质。地面和空间伽马射线望远镜提供了高能伽马射线源的光谱、时间和角度信息，这些信息携带着干预磁场的印记。这提供了对导致第一个磁场产生的过程的本质以及影响其演变的现象的见解。在这里，我们提供了一个详细的描述如何伽马射线观测可以用来探测宇宙磁性。我们回顾了这一主题的现状，并讨论了下一代伽马射线天文台测量IGMF的前景。
2021-07-06 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
Study of luminosity and time evolution in X-ray afterglows of GRBs
伽马射线暴（GRB），已被观测到的红移高达$z \approx 9.5$，可以是早期宇宙的很好的探针，并有可能测试宇宙学模型。Dainotti对具有已知红移和确定的X射线平台的GRB雨燕余辉光变曲线的分析表明，平台结束时的\underline{rest frame}时间（平台结束时间）与当时计算的光度之间存在反相关（或平台持续时间与光度之间近似存在反相关）。我们在这里提出了一个更新的相关性与一个更大的数据样本的101个伽玛暴具有良好的光变曲线。由于这种相关性的一些可能会导致这些内在参数的红移依赖性，即它们的宇宙学演化，我们使用Efron-Petrosian方法来估计光度和时间演化，并纠正这种影响，以确定这种相关性的内在性质。
2013-07-27 astro-ph.HE
Type Ib/c Supernovae with and without Gamma-Ray Bursts
虽然长伽马射线暴（GRB）和来自剥离恒星的Ib/c型超新星（SNe Ib/c）之间的联系已经得到了很好的建立，但一个关键的悬而未决的问题是什么条件和因素导致大质量剥离恒星中的每种爆炸。一个有希望的攻击路线是调查是什么将具有GRB的SNe Ib/c与不具有GRB的SNe Ib/c区分开来。在这里，我简要介绍了两个观测研究，探测SN属性和环境金属丰度的SNe Ib/c（特别是广泛的SNe Ic）与和没有GRB。我提出了一个分析的基础上公布的光谱和均匀的光谱CfA数据集的70 SNe的类型IIb，Ib，Ic和Ic-BL，这三倍的世界供应良好的观察剥离SNe的膨胀速度。此外，我证明了三个已发表的SN Ib/C金属丰度数据集的荟萃分析，当只包括在SN位置探测出生氧丰度的值时，表明在非常高的意义，确实SNe Ic爆发从更多的金属丰富的环境比SNe Ib，而SNe Ic-BL与GRB仍然喜欢，平均而言，比那些没有GRB的金属贫乏的网站。
2012-05-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Morphological properties of blazar-induced gamma-ray haloes
在TeV及以上能量的γ射线可以诱发电磁级联，其带电分量对干预星系间磁场（IGMF）敏感。在解释几个GeV到几百TeV能量范围内的伽马射线测量时，必须仔细考虑IGMF的影响，这取决于它们的强度和功率谱。因此，伽马射线引起的电磁级联可以用作宇宙磁性的探针，因为它们的到达分布以及光谱和时间特性可以提供关于IGMF的独特信息，IGMF的起源和特性目前还知之甚少。在本文中，我们提出了一种用于模拟伽马射线传播的高效三维蒙特卡罗代码。我们专注于IGMF的不同配置的影响，特别是磁螺旋度和随机场的功率谱，对伽马射线的到达方向的形态，并讨论了探测对晕周围遥远的耀变体的前景。
2017-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Standardizing the Gamma-ray burst as a standard candle and applying to the cosmological probes: constraints on the two-component dark energy model
本研究利用伽马射线暴光变曲线的平台与衰减阶段特征，通过二维、三维基本面关系将其标准化为标准烛光，结合Ia型超新星数据约束单/双成分暗能量模型，发现双成分模型的两个暗能量状态方程参数接近，且$ω$CDM模型更优。
2024-05-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma Ray Bursts -- A radio perspective
伽马射线暴（GRB）是宇宙学距离上的高能事件。它们提供了独特的实验室来研究极端条件下的基本物理过程。由于极端的光度，伽玛暴在非常高的红移和早期宇宙恒星形成率的潜在示踪剂是可检测的。虽然{ \it Swift}和{ \it Fermi}的发射极大地增加了我们对伽玛暴的理解，但也出现了许多新的问题。伽玛射线暴的射电观测独特地探测了爆炸的能量学和环境。然而，目前只有30%的突发是在无线电波段中检测到的。使用即将到来的灵敏望远镜进行的射电观测可能会显着增加样本量，并允许人们在更长的时间内跟踪单个爆发，并能够回答与真实量热法，反向冲击发射和早期宇宙中大质量恒星爆炸为GRB的环境有关的一些重要问题。
2016-12-14 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 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
Intergalactic Magnetic Fields and Gamma Ray Observations of Extreme TeV Blazars
宇宙空洞中的星系际磁场（IGMF）可以通过其对由TeV伽马射线源（如活动星系核（AGN））引发的电磁级联的影响来间接探测。活动星系核在TeV能量下足够明亮，“极端TeV耀变体”可以通过级联中电子的逆康普顿（IC）散射产生可检测水平的次级辐射，前提是IGMF不是太大。我们回顾最近的工作在文献中，利用这一想法，以获得三个TeV检测到的耀变体-1 ES 0229+200，1 ES 1218+304，RGB J 0710 +591的IGMF的约束，我们还调查了其他四个硬谱TeV耀变体在同一框架。本文利用最近开发的三维粒子跟踪Monte Carlo程序，结合量子电动力学和宇宙学膨胀的所有主要效应，研究了主要不确定性，如源的光谱特性、紫外-远红外河外背景光（EBL）的不确定性、欠采样的甚高能量等的影响（VHE;能量> 100 GeV）覆盖范围，伽马射线发射的过去历史，源与观测者的几何形状，以及喷流AGN多普勒因子。最近报道的IGMF的下限，这些影响的影响进行了彻底检查，得出结论，目前可用的数据是兼容的零IGMF假设。
2013-07-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Ep,i - Eiso correlation and Fermi Gamma-Ray Bursts
Ep，i-Eiso关联是伽玛暴最有趣的性质之一，对于理解瞬发辐射的物理和几何性质，识别和研究不同类型的伽玛暴，以及伽玛暴作为宇宙学探测器的应用具有重要意义。费米卫星利用GBM仪器在测量Ep时的高精度，同时用Swift探测GRB，以及LAT仪器在GeV能量范围内探测和定位GRB，使我们能够用已知的红移和可靠的Ep，i估计来丰富GRB的样本，从而进一步测试这种相关性的鲁棒性，可靠性和扩展性。基于已发表的结果和截至2009年底的初步光谱数据，我们发现费米长、短伽玛暴在Ep，i-Eiso平面上的位置与已有的实验结果一致，其中包括极高能事件。
2010-02-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing Pre-galactic Metal Enrichment with High-Redshift Gamma-Ray Bursts
我们探讨高红移伽马射线暴（GRB）作为有前途的工具，探测前银河系金属富集。利用原始矮星系中爆发的Pop III GRB的明亮余辉作为发光背景源，计算了星系际介质（IGM）中第一重元素留下的金属吸收线的强度。为了得到伽玛射线暴吸收线的诊断，我们使用了一个现有的高分辨率模拟的第一个星系的形成，其特征是在一个维里温度>10^4 K的晕中氢原子冷却的开始。我们探索不寻常的环爆环境内的系统，举办流行III星，模拟密度演化与自相似的解决方案的香槟流。对于接近冷却阈值的微晕，环爆流密度大致与（1+z）成正比，其值约为几cm^{-3}。在质量更大的晕中，对应于第一个星系，密度可能更大，n>100 cm^{-3}。由此产生的余辉通量可以分别在近红外和无线电波段用JWST和VLA检测到，直到红移z>20。我们预测，余辉发射的最大值从近红外到毫米波段移动，峰值通量从mJy到Jy在不同的观测时间。伽玛暴具有高亮度和无特征的幂律谱，是探测IGM早期金属富集的理想工具。由第一颗超新星（SN）爆炸产生的第一个星系中的金属可能处于低电离阶段。我们表明，如果余辉可以观察到足够早，分析的金属线可以区分是否产生的第一个重元素的PISN，或核心塌陷（II型）SN，从而约束的初始质量函数的第一个恒星。
2012-10-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
