伽马射线暴与早期恒星形成历史
星系天体物理
2016-10-20 v1
摘要
我们综述了高红移恒星形成率(SFR)测量的不确定性，以及从高红移伽马射线暴(GRB)速率中获得的对它们的约束。我们表明，目前，在z>3处每单位恒星形成的GRB速率高于在较低红移处。我们还比较了使用基于两个最近提出的SFR的宇宙化学演化层次模型做出的金属丰度预测，其中一个SFR基于高红移观测到的星系光度函数，另一个基于GRB速率，并发现在金属丰度测量的较大离散度内，两者均与数据一致。综合分析不同的测量结果，我们得出结论：尽管存在金属丰度偏差，但GRB在z>3处可能是比在z<2处偏差更小的恒星形成探针。高红移星系中每单位恒星形成的高GRB速率与高观测到的莱曼连续谱产生率之间可能存在共同起源，这可能是由于质量25Msun的恒星相对过量，而这些恒星很可能是GRB的前身星。我们还发现，为了使这些测量结果与Planck测量的宇宙微波背景(CMB)光子的Thomson散射截面相一致，星系中莱曼连续谱光子的逃逸比例必须很低，约为15%或更低，且IGM的团块因子可能很小，约为3。最后，我们证明GRB是低质量星系样本中金属丰度演化的独特探针，并且由于恒星风和超新星等反馈过程，GRB宿主星系可能将很大一部分金属丢失到了星系际介质(IGM)中。
引用
@article{arxiv.1609.00764,
title = {Gamma-ray Bursts and the Early Star-formation History},
author = {R. Chary and P. Petitjean and B. Robertson and M. Trenti and E. Vangioni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.00764},
year = {2016}
}
备注
17 pages, 3 figures, accepted to Space Science Reviews