所有短硬伽马射线暴是否都产生于致密恒星天体的并合？
高能天体物理现象
2011-01-20 v2
摘要
短硬伽马射线暴的起源和前身星仍然是一个谜团且备受争议的话题。最近的 Swift 观测表明，这些 GRB 可能与简并致密恒星中的灾变性爆炸有关，被称为“I 型”GRB。最流行的模型包括两个致密恒星天体（NS-NS 或 NS-BH）的并合。我们采用蒙特卡洛方法来确定并合前身星模型是否能自洽地解释所有短硬 GRB 的观测，包括 Swift 时代有红移测量的样本（已知红移样本）和 CGRO/BATSE 样本。我们应用致密恒星并合模型中采用的各种并合时间延迟分布来推导这些 I 型 GRB 的红移分布，然后利用已知红移样本的观测光度-红移（L - z）分布来约束 I 型 GRB 的未知光度函数。然后将最佳光度函数模型与所采用的并合延迟模型一起，用于对比 BATSE 和 Swift 样本的峰值流量分布（log N - log P 分布）。我们发现，对于所有采用一系列并合延迟时间尺度（包括那些采用大比例“即时并合”的模型）的并合模型，都难以使模型与所有数据吻合。相反，数据在统计上与以下两种可能情景一致。第一，短/硬 GRB 是致密恒星并合起源（I 型）GRB 与追踪恒星形成历史的 GRB 群体（可能与大质量恒星死亡有关，即 II 型 GRB）的叠加。第二，整个短/硬 GRB 群体与相对于恒星形成历史具有约 2 Gyr 的典型延迟（弥散适中）一致。这可能指向一种不同于传统致密恒星并合模型的 I 型前身星。
引用
@article{arxiv.0909.1850,
title = {Are all short-hard gamma-ray bursts produced from mergers of compact stellar objects?},
author = {Francisco J. Virgili and Bing Zhang and Paul O'Brien and Eleonora Troja},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.1850},
year = {2011}
}
备注
ApJ, accepted. Addition models and statistical tests added, main conclusion expanded but largely unchanged