透过宇宙中最高能爆发观测星系

伽马射线暴（GRB）是恒星系统（大质量恒星或并合的双致密恒星残骸）爆炸产生的强烈而快速的伽马射线辐射，可发生在任意可能的红移处，并被空间任务探测到。尽管 GRB 是大爆炸之后最高能的事件，系统搜寻（始于1997年首次定位之后）仅获得了374次光谱红移测量。其中不到一半的宿主星系被探测到并得到了一定程度的研究。尽管已知的宿主星系数量很少，它们对我们理解星系形成和演化的影响却是巨大的。这些星系提供了探索由于气体和尘埃的存在或所达到的大距离而观测条件恶劣区域的机会。低红移处典型的长伽马射线暴宿主星系是小的、恒星形成且贫金属的，而在中等红移处，许多宿主星系是大质量、多尘埃且化学演化的。回溯宇宙更早期的过去，在 z > 5 处，长伽马射线暴宿主星系从未被确认，即使使用最深的空间近红外观测也是如此，这意味着这些星系非常小（恒星质量 < 10^7 M_sun）。我们考虑了某些高红移 GRB 发生在原初球状星团中的可能性，这些系统自始至今经历了剧烈演化，但在当时应具备宿主 GRB 所需的特征。在那时，原初球状星团中所含恒星质量比例可能比今天高出数个数量级。此外，这些天体在过去包含许多大质量快速旋转双星系统，这也被视为有利于 GRB 的条件。任何红移处所有长 GRB 的共同因素是恒星前身星：它是一颗非常大质量的稀有/短寿命恒星，存在于年轻区域中，其红移演化与宇宙的恒星形成历史密切相关。