新类高红移短时伽马暴
天体物理学
2010-05-12 v2
摘要
短时伽马暴（GRB）的红移分布是判断其前体星体性质的关键但目前数据零散。本文介绍我们使用 Gemini、Magellan 和 Hubble Space Telescope 对九个短时 GRB 的光学观测结果。我们检测到了两个短时暴的后glow和宿主星系，另外两个暴的宿主星系已知光学后glow位置，另五个则通过 X-ray 位置（<6''半径）确定。八个案例中，我们发现最可能的宿主星系较暗，R~23-26.5 星等，与前几例R~17-22 星等、z<0.5的短时 GRB 宿主星系形成鲜明对比。我们对四个最亮的宿主星系测得红移z~0.4-1.1。与大规模场域星系样本、长 GRB 宿主星系及以前的短时 GRB 宿主星系进行比较表明，较暗的宿主星系可能位于z>1。我们最保守的估计表明，至少有5个无红移的宿主星系中，97%置信水平下有一半位于z>0.7，这表明约有1/3-2/3的所有短时 GRB 来自更高的红移。这有两个重要含义：(i) 我们将可接受的年龄分布限制为宽Log正态分布（sigma>1，tau~4-8 Gyr）或为幂律分布，P(tau)~tau^n，其中-1<n<0；(ii) 推算的各向同性能量E_{gamma,iso}~10^50-10^52 erg显著大于低红移短时 GRB 的~10^48-10^49 erg，表明能量释放或喷流开口角度存在很大差异。最后，我们重申短时 GRB 作为潜在引力波源的重要性，给出保守估计的 Advanced LIGO 检测率约为~2-6 yr^-1。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0611128,
title = {A New Population of High Redshift Short-Duration Gamma-Ray Bursts},
author = {E. Berger and D. B. Fox and P. A. Price and E. Nakar and A. Gal-Yam and D. E. Holz and B. P. Schmidt and A. Cucchiara and S. B. Cenko and S. R. Kulkarni and A. M. Soderberg and D. A. Frail and B. E. Penprase and A. Rau and E. Ofek and S. J. Bell Burnell and P. B. Cameron and L. L. Cowie and M. A. Dopita and I. Hook and B. A. Peterson and Ph. Podsiadlowski and K. C. Roth and R. E. Rutledge and S. S. Sheppard and A. Songaila},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0611128},
year = {2010}
}
备注
Version accepted to ApJ; includes additional short GRBs and redshifts