[論文レビュー] An independent estimate of the cosmological distance to GRB970228 and GRB970508

V. Lipunov, К. А. Постнов+1 more|ArXiv.org|Mar 27, 1997

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、二重中性子星合体に基づく標準キャンドルモデルとBATSEのGRB統計的性質を用いて、GRB970228およびGRB970508の独立的な宇宙論的距離を推定する。平坦なΩ=1の宇宙でΛ=0.7を仮定すると、2つのパルスに対してそれぞれz=0.7±0.1およびz=1.9±0.1の赤方偏移が得られ、スペクトル指数s=−1.1±0.3および星形成赤方偏移z*=3–10を用いる。

ABSTRACT

Assuming binary neutron star mergings as a standard-candle model for GRBs, an independent estimate is obtained for the redshift of GRB970228 and GRB970508 with optical counterparts, using mean statistical properties of GRBs observed by BATSE. We derive z=0.7\pm 0.1 and z=1.9\pm 0.1 for GRB970228 and GRB970508 respectively, depending on the power-law index of the GRB spectrum s=-1.1\pm 0.3 and the value of the redshift of the initial star formation z_*=3-10 in a flat Ω=1 Universe with a cosmological term Λ=0.7.

研究の動機と目的

• 二重中性子星合体に基づく標準キャンドルモデルを用いて、GRB970228およびGRB970508の宇宙論的距離を独立的に推定すること。
• BATSEで観測されたGRBの統計的性質から導かれる赤方偏移が、既知の光学的対応体と整合するかを検証すること。
• 宇宙定数Λ=0.7を伴う平坦なΩ=1の宇宙論的モデルにおいて、これらの2つのGRBの赤方偏移を制約すること。
• スペクトル指数s=−1.1±0.3および初期星形成赤方偏移z*=3–10が、導かれた距離推定に与える影響を評価すること。

提案手法

• 二重中性子星合体をGRBの標準キャンドルモデルとして仮定し、BATSEで観測されたGRB集団の統計的性質と照準を合わせた全放射エネルギーに依存する等価放射度を設定する。
• BATSEのGRBの平均エネルギー出力およびスペクトル的性質を用いて、放射度距離スケールをキャリブレーションする。
• 観測されたフルエンスと内在的放射度を結びつけるために、指数s=−1.1±0.3のべき乗スペクトルモデルを適用する。
• 放射度距離を赤方偏移に変換するために、Ω=1およびΛ=0.7の宇宙論的モデルを適用する。
• 初期星形成赤方偏移z*=3–10を導入し、前身天体の赤方偏移分布をモデル化する。
• 仮定されたモデル下で、観測されたGRBフルエンスとキャリブレート済み放射度関数を照合することで、赤方偏移推定値を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 BATSEのGRB統計からキャリブレートされた標準キャンドルモデルを用いた場合、GRB970228の宇宙論的赤方偏移は何か？
• RQ2 同じ標準キャンドル仮定および宇宙論的モデル下で、GRB970508の宇宙論的赤方偏移は何か？
• RQ3 スペクトル指数s=−1.1±0.3の不確実性が、これらのGRBの推定赤方偏移に与える影響は何か？
• RQ4 初期星形成赤方偏移z*=3–10の仮定に依存する赤方偏移推定値の感度はどの程度か？
• RQ5 平坦なΩ=1、Λ=0.7の宇宙において、導かれた赤方偏移がGRB970228およびGRB970508の観測フルエンスと整合的か？

主な発見

• 二重中性子星合体の標準キャンドルモデルとBATSEの統計的性質を用いることで、GRB970228の赤方偏移はz=0.7±0.1と推定された。
• 同じ仮定および宇宙論的モデル下で、GRB970508の赤方偏移はz=1.9±0.1と推定された。
• 導かれた赤方偏移は、平坦なΩ=1の宇宙と宇宙定数Λ=0.7と整合的である。
• スペクトル指数s=−1.1±0.3は、放射度キャリブレーションおよび赤方偏移推定に影響を与える重要な入力パラメータである。
• 初期星形成赤方偏移z*=3–10は、モデルの正規化および赤方偏移予測に影響を与える重要な仮定である。
• 本結果は、後光赤方偏移など他の手法とは異なる独立的な宇宙論的距離推定を示している。