利用伽马射线暴探测星系际介质的物理性质

我们利用伽马射线暴（GRB）谱总连续吸收，在红移范围 $1.6 \leq z \leq 6.3$ 内，采用电离等离子体光致电离（PIE）和碰撞电离平衡（CIE）模型，估算星系际介质（IGM）的关键性质：氢柱密度（$\mathit{N}\textsc{hxigm}$）、金属丰度、温度和电离参数。在生成宿主吸收模型时，我们使用更真实的宿主金属丰度（可用处经尘埃修正），并假设宿主内禀氢柱密度等于由 UV 谱测得的可电离修正内禀中性柱（$\textit{N}\textsc{h}\/\ \textsc{i,ic}$）。我们发现，无论模型假设全 PIE 还是全 CIE，IGM 性质结果均相似。$\mathit{N}\textsc{hxigm}$ 按 $(1 + z)^{1.0\/\ -\/\ 1.9}$ 标度，在 $z = 0$ 处等效氢平均密度为 $n_0 = 1.8^{+1.5}_{-1.2} \times 10^{-7}$ cm$^{-3}$。金属丰度从 $z \sim 2$ 处的 $\sim0.1Z\sun$ 变化到红移 $z > 4$ 处的 $\sim0.001Z\sun$。PIE 模型暗示平均金属丰度随红移下降较 CIE 缓慢。在 CIE 下，温度范围介于 $5.0 <$ log$(T/$K$) <\/\ 7.1$。对于 PIE，电离参数范围介于 $0.1 <$ log$(\xi) < 2.9$。利用我们的模型，我们得出结论：IGM 对 GRB 谱中观测到的总吸收有显著贡献，且该贡献随红移上升，这解释了为何由 X 射线推断的氢柱密度大幅超出 UV 测得的内禀宿主贡献。