快速射电暴的光度-持续时间关系

暗能量的本质仍属未知。特别是，为约束暗能量的时间变异性，人们一直期待一种能触及更遥远宇宙的新标准烛光。本文提出利用快速射电暴（FRBs）的新距离测量方法，FRBs 是新兴的 $\sim$ ms 时间尺度射电暴族，可大量抵达高 $z$。我们展示了 FRBs 的时间积分光度（L$_{\nu}$）与静止系内禀持续时间（$w_{\rm int,rest}$）间的经验性正相关。L$_{\nu}-w_{\rm int,rest}$ 相关虽弱但统计极显著，即 Pearson 系数约 $0.5$、p 值约 $0.038$，尽管当前样本很小。该相关可用于由观测到的 $w_{\rm int,rest}$ 测量 FRBs 的内禀光度。通过比较光度与观测流量，我们测得 FRBs 的光度距离，从而构建 Hubble 图。这种带 L$_{\nu}-w_{\rm int,rest}$ 关系的 FRB 宇宙学相较 SNe Ia、伽马射线暴（GRB）及著名的 FRB 色散量（DM）-$z$ 宇宙学具若干优势：（i）可及 SNe Ia 之外更高红移宇宙；（ii）高事件率，比 GRBs 频繁约 3 个量级；（iii）不受星系际电子密度模型不确定性的影响，即我们可消除 FRB 中备受争议的 DM-$z$ 宇宙学的最大不确定性。我们的模拟表明，当下一代射电望远镜开始大量发现 FRBs 时，L$_{\nu}-w_{\rm int,rest}$ 关系将为我们提供对暗能量时间变异性的有用约束。