第三族恒星与长伽马射线暴率

由于大质量、低金属丰度的第三族（PopIII）恒星可能产生非常强大的长伽马射线暴（LGRB），高红移的GRB观测可以探测第一代恒星的性质。我们通过使用宇宙学N体/流体动力学模拟分析了早期PopIII恒星与LGRB之间的关联，该模拟包含了详细的化学演化、冷却、恒星形成、反馈效应以及PopIII与更标准的星族I/II（PopII/I）恒星之间的转变。根据Swift观测到的LGRB率，我们估计了PopII/I恒星中产生GRB的黑洞比例范围在0.028<f_{GRB}<0.140之间，具体取决于假定的前身星金属丰度上限。假设迄今为止没有GRB事件与PopIII恒星相关联，我们估计PopIII恒星产生的LGRB比例上限在0.006<f_{GRB}<0.022之间。当我们应用与BAT仪器兼容的探测阈值时，我们发现PopIII GRB（GRB3）的预期比例在z>6时约占全部LGRB群体的~10%，在z>10时高达40%。最后，我们研究了我们的GRB3样本所在宿主星系的性质。我们发现，由于气体被污染到如此低值以上的效率，GRB3宿主星系的平均金属丰度通常高于用于选择PopIII恒星的临界金属丰度。我们还发现，无论红移如何，在恒星质量<10^7 Msun的星系中找到GRB3的概率最高。