[论文解读] 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 3

一句话总结

本文利用基于双中子星并合的标准化烛光模型，结合BATSE伽马射线暴统计特性，对GRB970228和GRB970508进行了独立的宇宙学距离估计。在假设Ω=1的平坦宇宙且Λ=0.7的条件下，分别得出这两个暴的红移为z=0.7±0.1和z=1.9±0.1，基于光谱指数s=−1.1±0.3和恒星形成红移z*=3–10。

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.

研究动机与目标

• 利用基于双中子星并合的标准化烛光模型，对GRB970228和GRB970508提供独立的宇宙学距离估计。
• 检验从BATSE观测伽马射线暴统计特性推导出的GRB红移与已知光学对应体的一致性。
• 在Ω=1的平坦宇宙学模型下，结合宇宙学常数Λ=0.7，约束这两个伽马射线暴的红移。
• 评估光谱指数s=−1.1±0.3和初始恒星形成红移z*=3–10对推导出的距离估计的影响。

提出的方法

• 假设双中子星并合为伽马射线暴的标准化烛光模型，其亮度与BATSE观测到的伽马射线暴群体的统计特性相关联。
• 利用BATSE伽马射线暴的平均能量输出和光谱特性，校准距离的亮度函数尺度。
• 应用幂律谱模型，光谱指数s=−1.1±0.3，将观测到的流强与本征亮度关联。
• 在Ω=1和Λ=0.7的宇宙学模型下，将亮度距离转换为红移。
• 引入恒星形成红移z*=3–10，以模拟前身体群体的红移分布。
• 通过在假设模型下将观测到的伽马射线暴流强与校准后的亮度函数匹配，推导出红移估计值。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于从BATSE伽马射线暴统计校准的标准化烛光模型，GRB970228的宇宙学红移是多少？
• RQ2 在相同的标准化烛光假设和宇宙学模型下，GRB970508的宇宙学红移是多少？
• RQ3 光谱指数s=−1.1±0.3的不确定性如何影响这两个伽马射线暴的红移估计？
• RQ4 红移估计对假设的初始恒星形成红移z*=3–10的敏感性如何？
• RQ5 在Ω=1平坦宇宙和Λ=0.7的条件下，推导出的红移与GRB970228和GRB970508的观测流强是否一致？

主要发现

• 利用双中子星并合标准化烛光模型和BATSE统计特性，GRB970228的红移估计为z=0.7±0.1。
• 在相同假设和宇宙学模型下，GRB970508的红移估计为z=1.9±0.1。
• 推导出的红移与Ω=1平坦宇宙和宇宙学常数Λ=0.7一致。
• 光谱指数s=−1.1±0.3是影响亮度校准和因此影响红移估计的关键输入参数。
• 初始恒星形成红移z*=3–10是影响模型归一化和红移预测的关键假设。
• 该结果代表了对这两个伽马射线暴宇宙学距离的独立估计，与后随光学红移等其他方法不同。