[论文解读] A BATSE-based search for repeaters in the sample of gamma-ray bursts detected by the WATCH experiment

J. Gorosabel, A. J. Castro‐Tirado+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 23, 1998

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 8被引用 3

一句话总结

本研究利用康普托望远镜（BATSE）和WATCH伽马射线暴（GRB）数据，提出一种跨卫星相关方法，用于搜寻重复暴——即从同一源重复出现的暴。通过对比57个WATCH/GRANAT和EURECA暴与1905个BATSE暴的位置相关性，作者未发现重复暴的显著证据，对BATSE样本中可能为重复暴的WATCH GRB比例设定了94%置信度下限为15.8%。

ABSTRACT

This study is the first known attempt to search for gamma-ray burst repeaters combining data from gamma-ray experiments flying on board different satellites and making use of information derived from the bursts detected simultaneously by all the experiments. The proposed method is suitable to correlate GRB data provided by experiments that overlap partially or totally in time. As an application of this method we have correlated the positions of 57 gamma-ray bursts observed by WATCH/GRANAT and WATCH/EURECA with 1905 bursts detected by BATSE. Comparing the so-called ``added correlation'' between the WATCH and BATSE bursts with that obtained with simulated WATCH catalogues, we conclude that there is no indication of recurrent activity of WATCH bursts in the BATSE sample. We derive an upper limit of 15.8%, with a confidence level of 94%, for the number of WATCH gamma-ray bursts that could represent a population of repeaters in the BATSE sample.

研究动机与目标

• 通过将GRANAT和EURECA上搭载的WATCH实验探测到的57个伽马射线暴与更大的BATSE样本进行交叉相关，研究其中是否有重复暴。
• 开发并应用一种方法，利用不同卫星任务之间的时间重叠和位置重合，识别潜在的重复暴。
• 评估WATCH与BATSE GRB之间位置相关性的统计显著性，并将观测数据与模拟星表进行比较。
• 推导出WATCH GRB中可能属于BATSE样本中重复源群体的比例的定量上限。

提出的方法

• 该方法将57个WATCH探测的GRB与BATSE在共同时间基线内探测到的1905个GRB的天球位置进行相关。
• 计算一种“附加相关性”统计量，量化WATCH与BATSE暴之间超出随机重合预期的位置聚集程度。
• 生成具有随机天球位置的模拟WATCH星表，以建立相关统计量的零分布。
• 将观测到的相关性与模拟分布进行比较，以评估显著性并推导置信限。
• 该分析使用A&A LaTeX宏包实现，论文共6页，包含4幅PostScript图。
• 该方法具有一般性，适用于任何具有时间与位置标记数据的重叠GRB实验对。

实验结果

研究问题

• RQ1 在WATCH探测的GRB与BATSE探测的GRB之间，是否存在统计上显著的位置相关性，表明可能存在重复暴？
• RQ2 BATSE样本中可探测到的重复源群体中，有多少比例的WATCH GRB可能属于该群体？
• RQ3 基于模拟数据，观测到的相关性是否超过随机巧合所预期的水平？
• RQ4 该方法能否可靠地利用具有部分时间重叠的多卫星数据识别重复暴？
• RQ5 在94%置信度下，WATCH样本中重复暴比例的上限是多少？

主要发现

• 在57个WATCH暴与1905个BATSE暴之间，未发现超出随机重合预期的位置相关性过剩。
• 观测到的相关性统计量与无重复暴的原假设一致，经与模拟星表比较后得到验证。
• 本研究推导出在94%置信度下，BATSE样本中可能为重复暴的WATCH GRB比例上限为15.8%。
• 该方法成功识别并量化了跨任务数据集中重复暴的缺失。
• 结果表明，WATCH GRB不属于BATSE可探测到的多次爆发源群体。
• 15.8%的上限是首次基于跨卫星相关性对这一GRB样本中重复暴所获得的定量约束。