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作为宇宙学标准烛光的快速射电暴

高能天体物理现象 2024-11-18 v2 宇宙学与河外天体物理 天体物理仪器与方法 广义相对论与量子宇宙学

摘要

近年来,快速射电暴(FRBs)已成为天文学与宇宙学中蓬勃发展的领域。由于其河外及宇宙学起源,它们可用于研究宇宙膨胀和星系际介质(IGM)。文献中已对 FRB 的色散量(DM)进行了广泛探讨,它可作为 FRB 光度距离 dLd_L 的间接替代量。观测到的 DM 包含来自银河系(MW)、银河系晕、IGM 以及宿主星系的贡献。遗憾的是,迄今对 IGM 和 FRB 宿主星系知之甚少,因此 DM 中 DMIGM\rm DM_{IGM}DMhost\rm DM_{host} 的巨大不确定性困扰着 FRB 宇宙学。我们能否在研究宇宙学时避开 DM?能否直接在 FRB 宇宙学中考虑光度距离 dLd_L?本研究旨在为这一问题寻找出路。借鉴将 Ia 型超新星(SNIa)或长伽马射线暴(GRBs)校准为标准烛光的经验,我们考虑了一种针对 FRB 的通用子分类方案,并存在若干经验关系。本文提出利用一种不含 DM 的紧密经验关系,将 Ib 型 FRB 校准为标准烛光。高红移处校准的 Ib 型 FRB 可像 SNIa 一样用于约束宇宙学模型。我们还检验了影响校准与宇宙学约束的关键因素。需注意,这些结果具有推测性,因其基于对未来(而非当前)的模拟。我们强调,本文的要点仅是提出一种可行的方法及一套可行的流程,以在未来利用 Ib 型 FRB 作为宇宙学标准烛光。

关键词

引用

@article{arxiv.2301.08194,
  title  = {Fast Radio Bursts as Standard Candles for Cosmology},
  author = {Han-Yue Guo and Hao Wei},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2301.08194},
  year   = {2024}
}

备注

21 pages, 1 table, 11 figures, revtex4