Tracing dark energy history with gamma ray bursts
观测到$z\sim 9$的伽马射线暴最适合研究宇宙状态方程在中等红移时的可能演化。我们将组合关系应用到174个伽马射线暴的样本中，以研究演化暗能量参数$w(z)$的可能证据。我们首先建立一个伽玛射线暴的哈勃图，然后我们估计的集合（$Ω_m$，$Ω_Λ$）的框架下，平坦和非平坦的$Λ$ CDM范式。然后我们得到了$w$ CDM模型的边界，其中$w$被认为是随着红移而演化的，采用了两个先验，即$H_0=(67.4\pm0.5)$ km/s/Mpc和$H_0=(74.03\pm1.42)$ km/s/Mpc。我们表明，我们的新样本提供了更严格的约束$Ω_m$，因为在$z\leq1.2$，我们看到，$w(z)$同意在1 $σ$与标准值$w=-1$。在较大的$z$中情况相反，其中伽马射线暴更好地固定似乎在$2$ - $σ$和$4$ - $σ$水平上偏离$w=-1$的$w(z)$，这取决于红移箱。特别是，我们调查的$w(z)$的演变，通过分段制定超过7个红移的间隔。从我们的拟合过程中，我们表明，在$z\geq 1.2$的情况下$w<-1$不能完全排除，这表明暗能量的影响是不可忽略的较大的$z$。我们证实了Combo关系是研究暗能量宇宙演化的有力工具。未来的太空任务将大大丰富伽马射线暴数据库，即使在较小的红移，改善事实上的结果在本文中讨论。
2020-12-06 astro-ph.CO astro-ph.HE
Asking Fast Radio Bursts for More than Reionization History
本文提出利用快速射电暴色散量的方差探测再电离历史，发现方差编码了电离气泡大小与再电离持续时间信息，并通过模拟验证了其有效性。
2025-10-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
A Photosphere-Internal Shock Model of Gamma-Ray Bursts: Case Studies of Fermi/LAT Bursts
径向不均匀的伽马射线暴（GRB）喷流释放可变的光球辐射，并可能有内部冲击发生在光球之上。我们建立了一个包含内激波中电子（和正电子）的康普顿上散射光球（UP）辐射的GRB光球辐射模型，发现在<1 MeV时光球辐射可能对应于传统的（能带）辐射，在> 10 MeV时UP辐射可能对应于Fermi/LAT观测到的高能辐射。在某些情况下，这两种成分可以在光谱中分离，或者在其他情况下可以模拟平滑的宽带光谱。我们将我们的配方应用于研究充分的长和短LAT GRB，GRB 080916 C，GRB 090902 B和GRB 090510，通常会找到合理的参数来拟合时间分箱光谱，尽管需要微调几个参数。所观察到的延迟的高能量发射相对于兆电子伏的排放是大的相比，可变时间是不太可能是由于简单的运动学效应的非演变射流。这些延迟可能归因于射流的物理参数的时间演化，因此延迟时间尺度可以提供一个潜在的工具，用于研究伽玛暴射流本身及其祖先的结构。由费米数据推断的长短暴延迟时标的差异可能是由于长短暴的前身源不同。这个模型的其他一些属性和后果进行了讨论，包括时间之间的相关性提示光学，软X射线，以及不同的高能量分量以及带分量。
2011-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
What it takes to measure Reionization with Fast Radio Bursts
快速射电暴（FRB）是近年来发现的河外射电瞬变现象，是一种新型的宇宙学探测器。我们展示了如何突发的色散测量可以独立于模型探测氢再电离的历史。使用FlexKnot自由形式参数化来重建再电离历史，我们预测CMB光学深度的精度约束为11%，再电离中点的精度约束为4%，这将通过100个来自红移z>5的FRB来实现。
2022-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
The CHIME Fast Radio Burst Population Does Not Track the Star Formation History of the Universe
快速射电暴（FRB）的红移分布没有得到很好的约束。银河系FRB 200428与年轻磁星SGR 1935+2154的关联提出了一个工作假设，即FRB源跟踪宇宙的恒星形成历史。然而，FRB 20200120 E与附近星系M81中的一个球状星团有关的发现，对这种假设提出了质疑。我们应用Monte Carlo方法在以前的工作中开发的测试不同的FRB红移分布模型对最近发布的第一CHIME FRB目录的分布在特定的注量，外部色散措施（$\rm DM_E$），和推断的各向同性能量。我们的研究结果清楚地排除了所有FRB都跟踪宇宙恒星形成历史的假设。假设所有的FRB跟踪积累的恒星在整个历史上描述的数据更好，但仍然不能满足$\rm DM_E$和能量标准。数据似乎更好地建模与调用一个显着的延迟相对于恒星形成的红移分布模型或混合模型调用一个占主导地位的延迟人口和次主导的恒星形成人口。我们讨论了FRB源模型这一发现的影响。
2022-01-19 astro-ph.HE
Revealing the cosmic reionisation history with fast radio bursts in the era of Square Kilometre Array
揭示宇宙再电离的历史处于河外天文学的前沿。宇宙微波背景（CMB）极化的功率谱可以用来约束再电离历史。在这里，我们提出了一个不依赖于CMB的方法，使用快速射电暴（FRB）直接测量星系际介质（IGM）的电离分数作为红移的函数。FRB是新的天文瞬变与毫秒的时间尺度。它们的分散测量（DM $_{\rm IGM}$）是IGM中电离物质量的指标。由于微分DM $_{\rm IGM}$对红移是成比例的电离分数，我们的方法使我们能够直接测量的再电离的历史，而无需任何假设其功能的形状。作为概念的证明，我们构建了模拟非重复FRB源与平方公里阵列检测，假设三个不同的再电离历史与汤姆逊散射的光学深度相同。我们考虑了三种情况下的红移测量：（A）光谱红移的所有模拟数据，（B）光谱红移的10%的模拟数据，和（C）红移估计的FRB之间的经验关系的时间-积分亮度和休息帧固有的持续时间。在所有情况下，再电离的历史是一致的重建模拟FRB数据使用我们的方法。我们的研究结果表明，未来的FRB约束再电离的历史的能力。
2021-02-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Connecting the Gamma Ray Burst Rate and the Cosmic Star Formation History: Implications for Reionization and Galaxy Evolution
（节略）星系和高红移伽马射线暴（GRB）的当代发现，提供了宇宙只有几亿年时恒星形成的第一个直接信息。大质量恒星死亡中长持续时间伽玛暴的可能起源将把普遍的伽玛暴率与红移相关的恒星形成率密度联系起来，尽管目前还不知道确切的方式。由于最遥远的伽玛暴和恒星形成星系探测再电离时期，了解伽玛暴速率与恒星形成速率的红移相关比率Psi（z）的潜在回报是显着的，包括解决基本问题，如确定恒星形成速率在高红移和恒星初始质量函数的时间变化的静止框架紫外巡天的不完整性。利用从第二个雨燕暴警报望远镜星表中抽取的112个超过固定光度极限的伽玛暴的大量样本，我们比较了伽玛暴的累积红移分布N（< z）和从0 < z < 4的紫外选择星系中测量的恒星形成密度rho_sfr（z）。强进化（例如，Psi（z）\propto（1+z）^{1.5}）是不受欢迎的，而更温和的进化（例如，Psi（z）\propto（1+z）^{0.5}）与数据一致。如果这种趋势持续到z ~ 4之后，我们发现遥远伽玛暴的发现率意味着恒星形成率密度远高于紫外选择星系。我们表明，这样的恒星形成的历史将过度预测所观察到的恒星质量密度在z > 4从静止坐标系光学测量。这个重要分歧的解决方案目前还不清楚，早期的GRB产生率可能比恒星形成率和祖先金属丰度的简单函数更复杂。
2011-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Is the metallicity of the progenitor of long gamma-ray bursts really low?
长伽马射线暴（LGRB）的观测提供了一个独特的机会，探索宇宙恒星形成的历史，但是否LGRB率是有偏见的恒星形成率的历史的示踪剂是有争议的。基于Robertson & Ellis（2012）编制的大量LGRB样本，我们分析了恒星形成率的各种模型以及宇宙金属丰度演化的可能影响，假设LGRB倾向于发生在低金属丰度星系中。在这项工作中测试的恒星形成率的模型，包括经验拟合观测数据，以及自洽模型计算的框架内的层次结构的形成。与观测数据相比，经验拟合的金属丰度截断值$Z\gtrsim0.6Z_{\odot}$相对较高，而自洽模型的金属丰度截断值不高。这些结果意味着，有没有强烈的金属丰度偏好的主星系的LGRB，在以前的工作，这表明削减$Z\sim0.1-0.3Z_{\odot}$，并推断的依赖关系LGRB对他们的主星系的属性是密切相关的特定模型的恒星形成率。此外，相当一部分的LGRB发生在小暗物质晕中，小到$3\times10^{8}\,\mathrm{M_{\odot}}$，可以为恒星形成率历史和LGRB率历史之间的差异提供另一种解释。
2013-05-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Delayed Onset and Fast Rise of Prompt Optical-UV Emission from Gamma-Ray Bursts in Molecular Clouds
观测表明，长γ射线暴（GRB）起源于大质量恒星的爆炸，因此它们可能发生在它们的祖先诞生的分子云中。我们发现，由于尘埃的消光，GRB的瞬时光紫外辐射可能被延迟，这可以很好地解释观测到的GRB 080319 B的光学延迟启动和快速上升。GRB 080319 B周围分子云的密度和大小分别被粗略地限定为\sim 10 ^3 cm ^{-3}和\sim 8 pc。我们还调查了其他伽玛暴与即时光学紫外数据，并找到类似的本地分子云的密度和大小的值。未来对伽玛暴亚秒级瞬发光紫外辐射的观测，由UFFO-Pathfinder和SVOM-GWAC进行的这两次实验将为当地的伽玛暴环境提供更多的证据和探测。
2012-12-17 astro-ph.HE
The Cosmic History of Long Gamma Ray Bursts
长伽马射线暴（LGRB）的宇宙形成率编码了它们的祖先的性质和它们的环境在宇宙时间中的演化。通过再现近40年来收集的最大观测数据集，即费米和康普顿伽玛射线天文台（CGRO）探测到的伽玛暴样品的跨标架瞬发发射特性和雨燕探测到的通量受限、红移完全的伽玛暴样品的红移、光度和能量分布，导出了LGRB的形成率和光度函数及其红移演化。最好地再现所有这些约束条件的模型由伽马射线暴形成率随红移$\propto (1+z)^{3.2}$而增加组成，即比恒星形成率更陡，直到$z\sim3$，然后下降$\propto(1+z)^{-3}$。除此之外，我们的模型还预测了特征光度函数中断$\propto(1+z)^{0.6}$的适度演化。只有光度或速率演化的模型在$>5σ$显著性时被排除。宇宙率演化的LGRB被解释为他们的偏好发生在环境中的金属丰度$12+\log(\rm O/H)<8.6$，与理论模型和宿主星系的观测一致。考虑到准直性，$z=0$的LGRB率为$ρ_0=79^{+57}_{-33}$ Gpc $^{-3}$/年$^{-1}$（68%置信区间）。这对应于$\sim$ 1\%的宽线Ibc超新星在本地宇宙中产生成功的喷流。在$z\ge3$下，该分数增加至$\sim$ 7%。最后，我们估计，至少$\approx0.2-0.7$ yr $^{-1}$的斯威夫特和费米探测到的爆发在$z<0.5$的喷流观…
2022-06-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
The star formation history inferred from long gamma-ray bursts with high pseudo-redshifts
通过采用一个简单的半解析恒星形成模型，其中的人口（Pop）I/II和III星的形成率可以计算，分别，我们占的伽马射线暴（GRB）的数量分布与高的赝红移，来自一个经验的光度指标的关系。这表明，相当数量的Pop III伽玛暴可能存在于本样本的雨燕伽玛暴。通过进一步结合CMB光子的光学深度对恒星形成历史的影响，还表明只有非常小的一部分0.6%的Pop III GRB可能触发了Swift BAT。这些结果可以提供一个有用的基础，估计未来的可探测性的Pop III星及其产生的瞬态现象。
2015-01-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
Limits on quantum gravity effects from Swift short gamma-ray bursts
来自宇宙源的高能光子和低能光子之间的到达时间延迟可以用来测试由一些量子引力理论预测的洛伦兹不变性（LIV）的违反，并限制其特征能量标度${\rm E_{QG}}$，即普朗克能量的量级。伽马射线暴（GRB）和耀变体由于其广泛的光谱能量分布和宇宙学距离而非常适合于此目的：在一级近似下，对${\rm E_{QG}}$的约束与光子能量分离和源的距离成正比。然而，LIV对总时间延迟的微小贡献可以由与源的物理学相关的固有延迟所支配：长伽玛暴通常显示出与其光谱演化相关的高能光子和低能光子之间的延迟（光谱滞后）。短伽玛暴具有零本征谱滞后，因此是测量任何LIV效应的理想工具。我们考虑了Swift观察到的具有已知红移的$15$短伽玛暴样本，并估计了${\rm E_{QG}}\gtrsim 1.5\times 10^{16}$ GeV的极限。我们的估计代表了一个更大的（双）样本的长GRB的限制方面的改进，是更强大的比单事件的估计，因为它占的内在延迟在统计意义上。
2017-10-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Merger delay time distribution of extended emission short GRBs
短持续时间伽马射线暴（sGRB）的最流行的祖先模型是两个致密物体的合并。然而，短伽玛暴的总体表现出一定的多样性：一些爆发显示出扩展发射（EE），在最初的短脉冲之后，持续几百秒的软$γ$射线。目前还不清楚这种爆发的起源是否与紧凑的物体合并有关。在合并假设中，短伽玛暴的红移（$z$）分布受合并延迟时间的影响，即，合并和双星系统形成之间的时间，这是由紧密双星阶段期间引力波损失的时间尺度决定的。我们研究红移分布的短伽玛暴与扩展发射，看看他们的形成通道是否需要相当大的延迟后，恒星形成插曲。我们的结果表明，EE突发的$z$分布符合合并模型。我们试图比较EE和非EE短突发的延迟时间分布。然而，在有限的样本量内未观察到统计学显著差异。
2017-10-13 astro-ph.HE
A Delayed Multi-channel Progenitor for Apparently Nonrepeating Fast Radio Bursts
School of Physics Science and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）
通过统计种群方法研究表观非重复FRB的红移演化，发现其本征事件率密度不直接遵循恒星形成历史，最优模型为混合模型，有效平均延迟时间约1.426 Gyr，支持延迟多通道前身星演化。
2026-06-12 astro-ph.HE
Delayed Energy Injection Model For Gamma-Ray Burst Afterglows
伽马射线暴（GRB）余辉中的浅衰变相和耀斑被广泛认为与中心引擎的后期激活有关。一些能量注入模型涉及到从伽玛暴触发时刻开始的连续能量流，如磁星的磁偶极辐射。然而，在涉及黑洞吸积系统的情况下，来自回退吸积的能量流可能延迟回退时间$\sim t_{\rm fb}$。因此，我们提出了一个延迟能量注入模型，延迟能量会引起外激波的洛伦兹因子显著上升，从而在多带余辉中“产生”一个凸起。如果延迟时间很短，我们的模型退化到以前的模型。我们的模型可以很好地解释GRB 081029和GRB 100621 A的光学和红外线曲线中的显著再增亮现象。需要相当大的回落质量来提供后期能量，这表明伴随回落物质的伽玛暴可能与低能量超新星有关，因此在爆发过程中可以保留一部分包层。回退时间可以提供有意义的伽玛暴祖星性质的信息。
2016-04-15 astro-ph.HE
The effects of plasma lensing on the inferred dispersion measures of Fast Radio Bursts
无线电信号在等离子体中传播时会被延迟。这种类型的延迟是频率相关的，通常用于估计沿视线的电子投影数密度，称为色散测量。等离子体的密集和聚集分布会引起无线电信号的折射偏转，类似于透镜效应。与引力透镜类似，等离子体透镜中的时间延迟效应有两个贡献：由于信号的路径长度增加而引起的几何延迟，以及由于等离子体介质中的光速变化而引起的色散延迟。给出了两种等离子体分布模型的延迟时间，并指出估计的色散测度可能存在偏差。由于几何效应的贡献可以与色散延迟的贡献相媲美，因此当信号传播通过高密度梯度等离子体团时，如果不考虑等离子体透镜效应，则所测量的色散测量中的偏差可以非常大。
2020-01-06 astro-ph.HE
Consistent equivalence principle tests with fast radio bursts
快速射电暴（FRB）是一种起源至今仍有争议的天体物理瞬变现象。到目前为止，已经发现了几百个事件，大多数是在银河系外的距离，预计这一数字在未来几年将大幅增长。来自爆发的无线电信号在它们沿着由无线电脉冲的色散度量（DM）表征的视线穿过自由电子时经历色散。此外，每个光子在穿过由大尺度结构产生的势时也经历引力夏皮罗时间延迟。如果等效原理（EP）成立，则Shapiro延迟对于所有频率的光子都是相同的。在EP被破坏的情况下，人们会期望发生额外的分散，其对于单个源可以是正的或负的。在这里，我们建议使用的DM波动的角度统计把约束的EP参数化的后牛顿参数$γ$。以前的研究遭受的问题，负责延迟的引力势发散在宇宙学的设置，我们的方法避免。我们进行了预测，人口的FRB观察在未来几年内，并表明，任何显着的检测DM角功率谱将放置在EP的限制，是由几个数量级更严格的比目前的限制。
2021-02-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Dark photon dark matter and fast radio bursts
暗物质（DM）的性质仍然是一个谜，这可能表明扩展标准模型（SM）的必要性。光暗光子（DP）可以部分或全部包括观测到的DM密度和现有的限制DP DM参数空间产生的几个宇宙学和天体物理学的来源。在目前的工作中，我们调查DP DM使用宇宙瞬变，特别是快速射电暴（FRB）。例如，观测到的具有不同能量的射电光子的时间延迟已经被用来约束光子质量或弱等效原理。由于可见光和DP之间的混合，来自这些宇宙瞬变的光子的时间延迟，由星系际介质中的自由电子引起，可以改变和影响来自FRB的这些约束。我们使用五个检测到的FRB和两个协会的FRB与伽马射线暴调查相应的变化的时间延迟所造成的DP DM的存在。该结果实际上与所使用的FRB无关，并且考虑到仍然允许的DP DM参数空间，这种变化非常小，不会危及对所观察到的时间延迟的其他贡献的当前界限。
2020-09-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Short gamma-ray burst progenitors have short delay times
STAR Institute, Université de Liège（列日大学STAR研究所）；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 Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）
研究通过层级贝叶斯框架分析短持续伽马射线暴样本，发现其延迟时间分布平均为10至800Myr，最小延迟时间约350Myr，反驳了以往长延迟时间的结论，归因于选择偏差处理不当。
2026-08-06 astro-ph.HE
Correlations between Event Rates of Short Gamma-Ray Bursts and Star Formation Rates with/without Time Delay
本文研究了Swift、Fermi和Konus-wind卫星探测的短伽马射线暴（SGRBs）的红移、光度分布及事件率，发现其事件率与恒星形成率（SFRs）相关，扣除SFR成分后剩余事件率随红移急剧下降，表明部分SGRBs可能源自老年恒星群或致密双星并合。
2025-06-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
A history of the gamma-ray burst flux at the Earth from Galactic globular clusters
附近的伽马射线暴（GRB）可能对地球上的生命构成重大威胁。最近的观测表明，这种爆发的一个重要来源是球状星团中紧密的双星合并。球状星团和伽玛暴之间的这种联系提供了一种可能性，通过追踪球状星团的轨道，可以找到过去附近爆发概率较高的时间间隔。在这里，我们表明，预期的流量从这样的爆发是不平坦的在过去的5.5亿年，而是表现出三个宽峰，在70，180和3.4亿年前。在这三个时间间隔内，附近伽玛暴的主要来源是球状星团47 Tuc，这是由于它的质量大，恒星相遇率高，而且它是非常接近太阳的球状星团之一。大规模灭绝事件确实与本研究中发现的所有三个时间间隔相吻合，尽管偶然巧合的可能性很大。尽管如此，确定的时间间隔可以作为一个指导，以寻找特定的签名，伽玛射线暴在地质记录在这些时间。
2013-03-13 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Gamma-ray bursts reveal the history and faint contributors of cosmic reionization
Guangzhou University（广州大学）；Università di Padova（帕多瓦大学）；INAF –Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Shanghai Astronomical Observatory, CAS（中国科学院上海天文台）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）
研究利用伽马射线暴探测宇宙再电离贡献，通过斯威夫特LGRBs估计4<z<10的宇宙恒星形成率密度，能自然解释氢再电离测量结果，还研究了高红移星系最暗星等极限，为理解早期宇宙电离光子预算提供重要补充。
2026-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Delayed Onset of High-Energy Emissions in Leptonic and Hadronic Models of Gamma-Ray Bursts
本文在轻子和强子模型下数值模拟了伽马射线暴瞬发辐射的时间谱演化。对于足够弱的磁场，轻子模型可以再现费米-LAT观测到的GeV光子发射开始的几秒钟延迟，这是由于逆康普顿散射的目标光子场的缓慢增长。然而，即使在更强的磁场中，GeV的延迟也可以用强子模型来解释，这是由于质子的加速时间尺度很长，并且在粒子注入结束后会持续产生质子。在单带轻子模型中，MeV和GeV光变曲线的半高宽几乎相同，而在强子模型中，1- 30 GeV光变曲线的半高宽明显大于0.1- 1 MeV光变曲线的半高宽。GeV延迟的量取决于Klein-Nishina效应在轻子和强子模型中的重要性。在我们的强子模型的例子中，逃逸中子的能量与伽马射线的能量相当，尽管它们对超高能宇宙射线的贡献仍然是次要的。由此产生的中微子光谱足够硬，以避免来自冰立方的通量限制约束。中微子发射开始的延迟比GeV光子发射开始的相应延迟长几倍。各种模型的光变曲线的定量差异可能会进一步测试与未来的大气切伦科夫望远镜，其有效面积大于费米-LAT，如CTA。
2012-09-04 astro-ph.HE
The Delay Time of Gravitational Wave -- Gamma-Ray Burst Associations
第一个引力波（GW）-伽马射线暴（GRB）关联，GW 170817/GRB 170817 A，在时间上有一个偏移，GRB触发时间相对于GW信号的合并时间延迟了$\sim$ 1.7 s。我们一般讨论的延迟时间，$Δt$，GW-GRB协会的背景下，紧凑的二元聚结（CBC）-短GRB（sGRB）协会和GW爆发-长GRB（lGRB）协会的天体物理起源。一般来说，延迟时间应该包括三个方面，发射干净（相对论）射流的时间，$Δt_{\rm jet}$ ;射流从周围介质中爆发出来的时间，$Δt_{\rm bo}$ ;以及射流到达能量耗散和GRB发射地点的时间，$Δt_{\rm GRB}$。对于CBC-sGRB关联，$Δt_{\rm jet}$和$Δt_{\rm bo}$是相关的，并且最终延迟可以从10 ms到几秒。对于GWB-IGRB关联，$Δt_{\rm jet}$和$Δt_{\rm bo}$是独立的。后者至少为$\sim$ 10 s，因此这些关联的$Δt$至少为10 s。对于IGRB的某些喷气发射机构，由于发射喷气的延长的发动机等待时间$Δt_{\rm wait}$，$Δt$可以是几分钟或甚至几小时长。我们讨论的情况下，GW 170817/GRB 170817 A和GW 150914/GW 150914-GBM在这个理论框架内，并建议未来的GW/GRB协会的延迟时间将揭示喷射发射机制的GRB。
2019-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Energy-dependent intrinsic time delay of gamma-ray bursts on testing Lorentz invariance violation
本研究拓展伽马射线暴洛伦兹不变性破缺检验模型，通过贝叶斯方法分析费米望远镜数据，证实能量依赖的内禀时间延迟也可解释观测结果，并构建统一模型区分两种物理机制的贡献。
2024-09-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing Evolution of Long Gamma-Ray Burst Properties through Their Cosmic Formation History
Clemson University（克莱姆森大学）；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）；University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）；Bay Environmental Institute（湾环境研究所）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Astronomical Observatory of Jagiellonian University（雅盖隆大学天文台）
研究通过宇宙形成历史探讨长伽马射线暴（LGRB）性质的演变，发现需结合多种演化特性才能匹配LGRB率密度与宇宙恒星形成率密度。
2026-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Progenitor delay-time distribution of short gamma-ray bursts: Constraints from observations
上下文短伽马射线暴（SGRB）的前身还没有得到很好的识别。最流行的模型是合并紧凑对象二进制文件（NS-NS/NS-BH）。然而，不能排除其他祖细胞模型。SGRB祖细胞的延迟时间分布，这是一个重要的属性，以限制祖细胞模型，仍然知之甚少。目标。我们的目标是更好地约束SGRB的亮度函数和新发现的SGRB的祖先的延迟时间分布。方法.我们提出了一个低污染的样本16斯威夫特SGRB，更好地定义为持续时间短于0.8秒。通过使用这个强大的样本，并结合自洽的恒星形成模型与各种模型的时间延迟的分布，SGRB的红移分布计算，然后比较观测数据。结果我们发现幂律延迟分布模型是不利的，只有对数正态延迟分布模型的典型延迟τ>= 3 Gyr是符合的数据。将T90 > 0.8 s的Swift SGRB与我们的鲁棒样本（T90 < 0.8 s）进行比较，我们发现这两个样本之间的时间延迟存在显著差异。结论.我们的研究结果表明，SGRB的祖先主要是由相对长寿命的系统（τ>= 3 Gyr），这与Ia型超新星的结果形成对比。因此，我们得出结论，原始的NS-NS系统是不占主导地位的SGRB祖细胞的青睐。或者，动态形成的NS-NS/BH和原始的NS-BH系统的平均延迟长于5 Gyr可能会贡献一个显着的部分，整体SGRB祖。
2013-09-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
A global test of jet structure and delay time distribution of short-duration gamma-ray bursts
本文通过模拟SGRBs的峰值流量、红移和光度分布，全局检验BNS并合的喷流结构与延迟时间模型，支持通用结构化喷流及对数正态延迟的喷流加茧套模型。
2023-11-02 astro-ph.HE
Spectral-Temporal Simulations of Internal Dissipation Models of Gamma-Ray Bursts
我们提出的伽马射线暴模型，涉及通用的内部耗散区，包括内部冲击，无论是本身或在存在的外部光子源，如光球的时间演化的提示光谱的计算。该方法使用一个新开发的时间依赖性的代码，涉及同步辐射和吸收，逆康普顿散射和对形成。该模型再现了典型的观察到的带谱和它们的一般时间演化，包括一个额外的keV-GeV分量的出现，其在简单的SSC模型中的延迟，但是，只能部分地解释几秒钟观察到的GeV延迟。另一方面，模型涉及光球和内部耗散区在一个较大的半径产生额外的GeV组件和时间延迟的观测范围内。
2011-08-01 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
A systematic study of binary neutron star merger rate density history using simulated gravitational wave and short gamma-ray burst observations
本文通过联合模拟先进LIGO引力波和Fermi/GBM短伽马暴观测，系统研究双中子星并合率密度历史，给出不同样本量下的测量精度及sGRB与BNS并合率之比η的约束能力。
2025-07-05 astro-ph.HE
Observational Inference on the Delay Time Distribution of Short Gamma-ray Bursts
中子星合并的延迟时间分布提供了关键的洞察二进制演化过程和合并率的紧凑型物体二进制的演变。然而，目前的观测限制，这种延迟时间分布依赖于小样本的银河系双中子星（不确定的选择效果），一个单一的多信使引力波事件，和间接证据的中子星合并的基础上$r$过程富集。我们使用一个样本的68个宿主星系的短伽马射线暴的延迟时间分布上放置新的约束，并利用这一结果来推断合并率演化的紧凑型物体双星包含中子星。我们在99%可信度下使用$α< -1.31$恢复$α= -1.83^{+0.35}_{-0.39}$的幂律斜率（中位数和90%可信区间），在99%可信度下使用$t_\mathrm{min} > 72~\mathrm{Myr}$恢复$t_\mathrm{min} = 184^{+67}_{-79}~\mathrm{Myr}$的最小延迟时间，在99%可信度下恢复$t_\mathrm{max} > 7.95~\mathrm{Gyr}$的最大延迟时间。我们发现这些约束与理论预期大致一致，尽管我们恢复的幂律斜率比$α= -1$的常规值大得多，并且我们的最小延迟时间大于$10~\mathrm{Myr}$的通常假设值。将这个宇宙学探测器与银河系双中子星人口的命运紧密的对象二进制系统将是至关重要的理解这两个人口的独特的选择效应。除了探测一个显着更大的红移制度的中子星合并比可能与当前的引力波探测器，补充我们的结果与未来的多…
2022-10-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Energy function, formation rate and low-metallicity environment of fast radio bursts
本文利用Parkes样品和澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）样品研究了快速射电暴（FRB）的能量函数、形成速率和环境。首次考虑了金属丰度对形成速率的影响。如果FRB是由致密双星合并产生的，那么FRB的形成速率相对于宇宙星形成速率（CSFR）应该有一个时间延迟。由红移累积分布得到的时间延迟约为3-5 Gyr，微分能量函数$γ$（$dN/dE\propto E^{-γ}$）的指数在1.6 - 2.0之间。$γ$的值类似于FRB 121102的值，其指示单个突发可以与中继器共享相同的物理机制。在另一种情况下，如果FRB的形成速率与SFR成比例而没有时间延迟，则指数$γ$约为2.3。在这两种情况下，我们发现FRB可能更喜欢发生在低金属丰度环境与$ 12 +\log(\rm{O/H}) \simeq 8.40$，这是类似的长伽马射线暴（GRB）和贫氢超亮超新星（SLSNe-I）。
2019-06-04 astro-ph.HE
The long-active afterglow of GRB 210204A: Detection of the most delayed flares in a Gamma-Ray Burst
我们目前的结果，从广泛的宽带后续的GRB 210204A在30天的时间。我们在爆发后7.6 x 10^5 s和1.1 x 10^6 s的余辉中探测到光学耀斑：这是迄今为止在伽马射线暴余辉中探测到的延迟最长的耀斑。在源红移为0.876时，静止帧延迟为5.8 x 10^5 s（6.71 d）。我们调查了这种燃烧的可能原因，并得出结论，最有可能的原因是在射流中的刷新冲击。伽玛暴的瞬发在典型长暴的范围内，它显示了三个不相交的发射事件，它们都遵循典型的伽玛暴关联。这表明GRB 210204A可能没有任何特殊的属性，导致后期耀斑，缺乏对其他余辉的检测可能是由于缺乏后期观测。对较大样本的伽玛暴进行系统的后期跟踪可以更清楚地了解这种余辉行为。对GRB 210204A的进一步分析表明，光变曲线中的晚期隆起不太可能是由于红移（z）= 0.876的SNe，而更可能是由于晚期的耀斑活动。这种变化的原因是不清楚的量化，由于缺乏多波段数据在后期的恶劣天气条件的限制。GRB 210204A的耀斑是迄今为止探测到的最新耀斑。
2022-04-15 astro-ph.HE
The Accretion History of EX Lup: A Century of Bursts, Outbursts, and Quiescence
本研究利用2022年EX Lup光学爆发的多波段测光数据建立亮度-吸积关联，重构其130年吸积历史，区分出两类驱动机制不同的爆发，并发现爆发期总吸积质量约为宁静期两倍。
2023-08-23 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraints on Equivalence Principle Violation from Gamma Ray Bursts
遵循弱等效原理的引力理论对所有能量的所有粒子都有相同的参数化后牛顿参数$γ$。河外源的大夏皮罗时间延迟使我们能够对来自光谱滞后数据的不同频率的光子之间的$γ$差异进行严格限制，因为非零的$Δγ$将导致频率依赖的到达时间。以前的大多数约束都假设夏皮罗时间延迟主要是由一些本地的大质量物体，虽然这是一个贫穷的近似遥远的来源。在这项工作中，我们认为这些来源的宇宙学背景下，通过开发一个源的，基于蒙特卡罗的前向模型的夏皮罗时间延迟相结合的约束实现的局部密度场使用贝叶斯起源重建从星系算法与无约束的大尺度模式。在密度场重建和边缘化的经验模型描述的时间延迟的其他贡献的不确定性，我们使用的光谱滞后数据的伽马射线暴从BATSE卫星约束$Δγ< 2.1 \times 10^{-15}$在$1 σ$的$25 {\rm \, keV}$和$325 {\rm \, keV}$的光子能量之间的信心。
2021-10-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
An Evolving Stellar Initial Mass Function and the Gamma-Ray Burst Redshift Distribution
最近的研究表明，雨燕伽马射线暴（GRB）可能并不是一个普通的恒星形成历史。在这里，我们表明，GRB率原来是一致的恒星形成的历史与不断发展的恒星初始质量函数（IMF）。我们首先表明，最新的雨燕样本的伽玛暴揭示了一个不断增加的演变，在伽玛暴率相对于普通的恒星形成率在高红移。然后，我们假设只有质量大于临界值的大质量恒星才能产生GRB，并使用Davé（2010）提出的演化恒星IMF来拟合最新的GRB红移分布。这种不断演化的IMF将增加大质量恒星的相对数量，这可能导致更多高红移的GRB爆炸。我们发现，不断发展的IMF可以很好地再现观测到的雨燕伽玛暴的红移分布。
2011-01-19 astro-ph.HE
Can the gamma-ray bursts travelling through the interstellar space be explained without invoking the drastic assumption of Lorentz invariance violation?
实验观测表明，伽马射线暴（GRB）和高能中微子暴可能以不同的速度传播，通常延迟数小时或数天。我们讨论了伽玛射线暴延迟的两种可能的解释：光在星际介质中的光的色散和由于量子引力涨落导致的洛伦兹不变性的破坏。在其他几种介质中，我们考虑了光在轴子等离子体中的色散，首次从量子场论出发得到了轴子等离子体的频率和色散关系。我们发现，从观测推断的轴子密度太低，无法产生观测到的GRB延迟。然而，一个更精确的估计的空间分布的轴子需要一个结论性的结果。其他已知的介质也无法解释伽玛射线暴的延迟，尽管在延迟的观测中仍然存在不确定性。根据洛伦兹不变性破坏和修正色散关系的解释有其自身的问题：由于色散关系的修正不应该依赖于粒子类型，光子和中微子之间的延迟很难解释。因此，这两种解释都不足以解释观察结果。我们得出结论，这两种解释之间的一个关键区别是辐射的传播速度的频率依赖性：在色散等离子体中，群速度随着频率的增加而增加，而洛伦兹不变性破坏意味着在较高的频率下速度较低。未来的实验将解决伽玛射线暴的两种频率依赖性中的哪一种实际上是这种情况。
2021-01-14 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Lensing of Fast Radio Bursts as a Probe of Compact Dark Matter
部分暗物质由大质量致密晕天体（MACHO）构成的可能性在很大的质量范围内仍然没有得到很好的限制，特别是在$20-100\, M_\odot$窗口中。我们表明，强引力透镜的河外快速射电暴（FRB）的MACHO的质量大于$\sim20\,M_\odot$将导致重复的FRB与可观测的时间延迟。质量为$M_L$的透镜对FRB的强透镜效应引起两个图像，这两个图像被典型的时间延迟$\sim$（几$\times(M_L/30\, M_\odot)$毫秒）分开。考虑到即将到来的实验（如CHIME）每年对$10^4$ FRB的预期FRB检测率，如果这个窗口中的MACHO构成了所有的暗物质，我们每年应该观察到数十到数百次重复的爆发。对仅具有$10^4$ FRB的回波的零搜索将把MACHO中的暗物质的部分$f_{\rm DM}$约束为对于$M_L\gtrsim 20\,M_\odot$的$f_{\rm DM}\lesssim 0.08$。
2016-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bounding the Time Delay between High-energy Neutrinos and Gravitational-wave Transients from Gamma-ray Bursts
我们推导出一个保守的符合时间窗口，用于联合搜索由伽马射线暴（GRB）发射的引力波（GW）瞬变和高能中微子（HENs，能量高于100 GeV）。最后一个是最有趣的天体物理学来源，与当前和不久的将来的探测器同步探测。我们考虑了广泛的排放机制。我们取BATSE观测到的伽玛暴T90的95%分位数作为伽玛暴持续时间的上限，得到伽玛暴持续时间的上限约为150 s。利用Fermi LAT探测到的8个伽玛暴的高能（> 100 MeV）光子光变曲线，我们证实了大多数高能光子预计在伽玛暴的前150 s内被观测到。考虑到中央发动机产生的相对论性喷流的爆发时间，我们允许GW和HEN发射在可观测的伽马光子产生开始前100 s开始。利用已发表的前兆时间差，我们计算了前兆活动的时间上限，得出95%的前兆发生在GRB爆发前约250 s内。考虑到上述不同的过程，我们得到tHEN - tGW ~ [-500s，+500s]的时间窗口。考虑到上述过程，还可以确定GW和/或HEN信号与检测到的GRB一致的预期时间窗口的上限，tGW-tGRB ~ tHEN - tGRB ~ [-350s，+150s]。
2011-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Evidence for a Delayed Progenitor Population for CHIME non-repeating Fast Radio Bursts from a Self-Consistent Forward and Backward Inference Framework
The Hong Kong Institute for Astronomy and Astrophysics (HKIAA), The University of Hong Kong（香港大学天文学及天体物理研究所）；Department of Physics, The University of Hong Kong（香港大学物理系）
利用CHIME/FRB目录2中的一千多个非重复事件，通过结合反向非参数推理和正向群体合成的自洽框架推断快速射电暴的内在特征，发现其红移分布峰值与宇宙恒星形成历史峰值不同，表明至少部分快速射电暴有延迟。
2026-09-29 astro-ph.HE
The Cosmic Star Formation History: Insights from Kilonova-Associated Gamma-Ray Bursts
Yunnan University（云南大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）
本研究突破传统伽马射线暴的$T_{90}$分类，以千新星成协的伽马射线暴样本为研究对象，发现低红移下该类暴的形成率趋势与延迟恒星形成率相悖，挑战了传统示踪理论。
2025-11-16 astro-ph.HE hep-ph
Probing motion of fast radio burst sources by timing strongly lensed repeaters
由于快速射电暴（FRB）可能具有重复性，它们的宇宙学起源及其高发生率，因此在即将到来的射电巡天中，由于星系透镜的介入，探测到强透镜源是可能的。我们表明，如果使用独立于透镜建模的方法用VLBI解析重复源的多个图像，准确的计时可以揭示发射点的非均匀运动，无论是物理的还是表观的。这可以探测FRB及其周围环境的物理性质，如果FRB需要一个特殊系统中的致密恒星，则限制场景包括围绕恒星伴星的轨道运动，以及发射点位置可能随机变化的喷流-介质相互作用。FRB（$\sim {\rm ms}$）与星系透镜效应中图像之间的典型时间延迟（$\gtrsim 10\, {\rm days}$）相比，可能具有很高的定时精度，这使得能够测量延迟（$\sim 10^{-9}$）中的微小分数变化，从而检测由源、透镜和地球之间的相对运动引起的时间延迟变化。我们发现，统一的宇宙特有的速度只会导致延迟时间线性漂移，从地球的轨道运动的影响，可以准确地减去，从而使搜索非平凡的源运动。对于单个FRB源的$\sim 1\,$ ms的定时精度和每天的（检测到的突发的）重复率$\sim 0.05$，如果在数百天的时间段内看到重复，则垂直于视线的发射点的非均匀位移$\gtrsim 0.1 - 1\,$ AU是可检测的。
2017-09-07 astro-ph.HE gr-qc
Time properties of the the rho-class burst of the microquasar GRS 1915+105 observed with BeppoSAX in April 1999
我们提出了一个时间分析的BeppoSAX观测GRS 1915+105在1999年4月13日进行时，源是在rho类，其特点是准定期爆发活动。本工作的目的是确认和扩大2000年10月进行的BeppoSAX号卫星观测所获得的关于爆发重现时间和硬X射线延迟的结果的有效性。我们将整个数据集分成几个系列，每个系列对应于一个卫星轨道，并使用计数率和平均能量作为自变量进行傅立叶和小波分析以及极限环映射技术。我们发现计数率与爆发的复发时间和硬X射线延迟相关，证实了先前获得的结果。然而，在该观察中，复发时间沿两个平行分支分布，具有5.2+/-0.5 s的恒定差。
2016-01-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Detecting Gravitational Wave Bursts From Stellar-Mass Binaries in the Milli-hertz Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
本文研究在毫赫兹波段探测恒星质量双星引力波爆发的可能性，评估其数量及对理解双星形成通道和银河系恒星形成历史的意义。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Astrobiological Effects of Gamma-Ray Bursts in the Milky Way Galaxy
在伽马射线暴（GRB）的准直光束内具有保护性臭氧的行星可能会遭受臭氧消耗，可能导致行星表面和海洋上现有生命的大规模灭绝事件。我们模拟了长伽玛暴对银河系行星的危险，并利用了一个与主要可观测性质相匹配的银河系静态统计模型，如由内而外的恒星形成历史，金属丰度演化和3维恒星数密度分布。伽玛射线暴的形成率是恒星形成历史和金属丰度的函数;然而，化学演化在多大程度上降低了银河系中伽玛射线暴的形成率仍然是一个悬而未决的问题。因此，我们用两种模型比较了伽玛暴对银河系生物圈的破坏作用。一个模型产生的伽玛暴是由内而外的恒星形成历史的函数。另一个模型遵循恒星形成的历史，但产生的伽玛射线暴的祖先作为金属丰度的函数，从而有利于金属贫乏的主机区域的银河系随着时间的推移。如果伽玛暴的发生率只与恒星形成历史相一致，那么绝大多数伽玛暴都发生在银河系内部。然而，如果伽玛暴的祖先被限制在低金属丰度的环境中，那么伽玛暴只形成在金属贫乏的郊区在最近的时代。有趣的是，在过去的1 Gyr中，在两个模型中，在GRB中幸存下来的恒星（及其相应的行星）的表面密度仍然是内星系中最大的。目前，在太阳半径（$R_\odot=8$ kpc）范围内，长伽玛暴对生命的威胁很低。我们发现，至少有$\sim$ 65%的恒星在过去的1 Gyr伽玛暴中幸存下来。此外，当伽玛射线暴率预计已在较高的红移，如$z\gtrsim0.5$增强，我们的研究结果表明，…
2016-09-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the Luminosity Function and Delay-Time Distribution of Short Gamma-Ray Bursts for Multimessenger Gravitational-Wave Detection Rate Estimation
本研究利用费米卫星最新sGRB样本约束其光度函数与形成率，优选高斯延迟模型，估算了不同现有及未来GRB卫星和引力波网络组合下的sGRB-引力波联合探测率，为多信使引力波探测提供参考。
2025-08-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Are long gamma-ray bursts progenitors to merging binary black holes?
本文用长伽马射线暴发生率替代恒星形成率，推断其与双黑洞并合之间的延迟时间分布，发现幂律斜率约为-0.96，支持LGRB追踪BBH前身形成，但仅至多约4%的LGRB能演化为并合双黑洞。
2024-12-12 astro-ph.HE gr-qc
Fast Radio Bursts from White Dwarf Binary Mergers: Isolated and Triple-Induced Channels
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Toronto（多伦多大学）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Northwestern University（西北大学）
研究通过模拟恒星群体发现三倍系统能产生更多并合通道，延长延迟时间分布，预测本地源率与观测一致，支持三倍系统是快速射电暴重要形成途径。
2026-03-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
