通过高红移伽马射线暴的对回波探测早期宇宙磁场

我们讨论了高红移（$z \gtrsim 5$）伽马射线暴（GRB）的对回波发射的预期特性、其可探测性，以及由此对探测早期宇宙时期星系际磁场（IGMF）的意义。对回波是由来自GRB的初级伽马射线与弥散星系际辐射的低能光子相互作用产生的次级正负电子对发出的逆康普顿辐射，其到达时间延迟取决于中间IGMF的性质。在足够高的$z$处，IGMF不太可能被天体物理外流显著污染，相关的星系际辐射可能由理解充分的宇宙微波背景（CMB）主导。来自$z \sim 5-10$处明亮GRB的对回波，只要GRB初级发射延伸至多TeV能量，这些红移处的共动IGMF为$B \sim 10^{-16}-10^{-15}~{\rm Gauss}$，并且弥散星系际辐射的非CMB成分相对较低，就可能被未来设施如切伦科夫望远镜阵列或先进伽马射线成像系统探测到。对高$z$ GRB对回波的观测，可以为早期结构形成和宇宙再电离时期的弱IGMF提供独特的原位探针。