切伦科夫望远镜阵列时代的伽马射线暴科学
高能天体物理现象
2019-08-14 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们概述了利用切伦科夫望远镜阵列 (CTA) 研究伽马射线暴 (GRBs) 的科学前景。CTA 是下一代地面伽马射线天文台，运行在数十 GeV 以上的能段。凭借其低能量阈值、大有效面积和快速转动能力，CTA 将能够以前所未有的光子统计量测量多 GeV 能段的 GRB 谱和变化特性，从而在阐明仍知之甚少的 GRB 物理学方面开辟新天地。此类测量还将为 GRB 中超高能宇宙射线和中微子的产生提供关键诊断，通过探测高红移河外背景光和星系际磁场推进观测宇宙学，并通过高精度检验洛伦兹不变性破坏为基础物理学做出贡献。为了量化这些目标，我们展示了一些 GRB 谱和光变曲线的模拟观测，以及 CTA 对其探测率的估计。尽管预期探测率不高，约为每年几次 GRB，但一旦探测到，每次爆发可能获得数百个或更多高能光子。我们还讨论了与利用 CTA 对卫星及其他设施的警报进行后随观测以及在其他波长进行后随观测相关的各种问题。此外，还简要讨论了在宽视场巡天模式下从爆发开始发现和观测 GRB（包括短 GRB）的可能性。
引用
@article{arxiv.1301.3014,
title = {Gamma-Ray Burst Science in the Era of the Cherenkov Telescope Array},
author = {Susumu Inoue and Jonathan Granot and Paul T. O'Brien and Katsuaki Asano and Aurelien Bouvier and Alessandro Carosi and Valerie Connaughton and Markus Garczarczyk and Rudy Gilmore and Jim Hinton and Yoshiyuki Inoue and Kunihito Ioka and Jun Kakuwa and Sera Markoff and Kohta Murase and Julian P. Osborne and A. Nepomuk Otte and Rhaana Starling and Hiroyasu Tajima and Masahiro Teshima and Kenji Toma and Stefan Wagner and Ralph A. M. J. Wijers and David A. Williams and Tokonatsu Yamamoto and Ryo Yamazaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.3014},
year = {2019}
}
备注
Astroparticle Physics, in press, for the special issue on "Physics with the Cherenkov Telescope Array"; 28 pages, 19 figures; replaced with cosmetically revised version