[논문 리뷰] An independent estimate of the cosmological distance to GRB970228 and GRB970508

V. Lipunov, К. А. Постнов외 1명|ArXiv.org|1997. 03. 27.

Gamma-ray bursts and supernovae인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 이진 중성자별 융합 기반 표준 캔들 모델을 사용하여 GRB970228과 GRB970508에 대한 독립적인 천체역학적 거리 추정을 제시한다. 이는 BATSE GRB 통계적 특성을 활용한 것이다. 평탄한 Ω=1 우주에서 Λ=0.7을 가정할 경우, 두 폭발에 대해 각각 z=0.7±0.1과 z=1.9±0.1의 적색편이를 유도한다. 이는 스펙트럼 지수 s=−1.1±0.3과 별 형성 적색편이 z*=3–10을 기반으로 한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 이론적 표준 캔들 모델을 기반으로 한 이진 중성자별 융합을 활용하여 GRB970228과 GRB970508에 대한 천체역학적 거리의 독립적 추정을 제공한다.
• BATSE로 관측된 GRB의 통계적 특성에서 유도된 GRB 적색편이가 알려진 광학적 대응체와 일치하는지 테스트한다.
• 우주론적 상수 Λ=0.7을 가진 평탄한 Ω=1 우주 모델에서 이 두 GRB의 적색편이를 제약한다.
• 스펙트럼 지수 s=−1.1±0.3과 초기 별 형성 적색편이 z*=3–10이 유도된 거리 추정에 미치는 영향을 평가한다.

제안 방법

• 이론적 표준 캔들 모델로 이진 중성자별 융합을 가정하며, 빛의 강도는 BATSE로 관측된 GRB 집단의 통계적 특성과 연결된다.
• BATSE GRB의 평균 에너지 방출량과 스펙트럼 특성을 활용하여 빛의 강도 스케일을 캘리브레이션한다.
• 지수 s=−1.1±0.3를 가진 파wr-법 스펙트럼 모델을 적용하여 관측된 플루엔스와 내재된 빛의 강도를 연결한다.
• Ω=1과 Λ=0.7을 가진 우주론적 모델을 적용하여 빛의 강도 거리를 적색편이로 변환한다.
• 형성된 별의 적색편이 분포를 모델링하기 위해 별 형성 적색편이 z*=3–10을 도입한다.
• 가정된 모델 하에서 관측된 GRB 플루엔스를 캘리브레이션된 빛의 강도 함수와 일치시켜 적색편이 추정을 유도한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 BATSE GRB 통계에 기반한 표준 캔들 모델을 사용할 때, GRB970228의 천체역학적 적색편이는 무엇인가?
• RQ2 동일한 표준 캔들 가정과 우주론적 모델 하에서, GRB970508의 천체역학적 적색편이는 무엇인가?
• RQ3 스펙트럼 지수 s=−1.1±0.3의 불확실성이 이 두 GRB의 유도된 적색편이 추정에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 가정된 초기 별 형성 적색편이 z*=3–10에 대해 적색편이 추정은 얼마나 민감한가?
• RQ5 평탄한 Ω=1, Λ=0.7 우주에서 관측된 플루엔스와 유도된 적색편이는 일치하는가?

주요 결과

• 이진 중성자별 융합 표준 캔들 모델과 BATSE 통계적 특성을 기반으로 GRB970228의 적색편이는 z=0.7±0.1로 추정된다.
• 동일한 가정과 우주론적 모델 하에서 GRB970508의 적색편이는 z=1.9±0.1로 추정된다.
• 유도된 적색편이는 평탄한 Ω=1 우주와 우주론적 상수 Λ=0.7와 일치한다.
• 스펙트럼 지수 s=−1.1±0.3는 빛의 강도 캘리브레이션과 따라서 적색편이 추정에 영향을 주는 핵심 입력 매개변수이다.
• 초기 별 형성 적색편이 z*=3–10는 모델의 정규화와 적색편이 예측에 영향을 주는 중요한 가정이다.
• 결과는 후광 적색편이와 같은 다른 방법과는 별개로 이 두 GRB에 대한 천체역학적 거리의 독립적 추정을 제공한다.