利用切伦科夫望远镜阵列在甚高能探测伽马射线暴的前景
摘要
我们探讨了利用切伦科夫望远镜阵列（Cherenkov Telescope Array, CTA）探测伽马射线暴（gamma-ray bursts, GRBs）的前景。CTA 是下一代地面成像大气切伦科夫望远镜（imaging atmospheric Cherenkov telescopes, IACTs）设施，工作能段在数十 GeV 以上。凭借其快速转动能力、低于当前 IACTs 的能量阈值以及远大于卫星仪器的有效面积，CTA 能够在多 GeV 能段以极佳的光子统计量测量 GRBs 的能谱与光变特性。采用一个性质与 Fermi 卫星搭载的伽马射线暴监测器（Gamma-ray Burst Monitor, GBM）和大面积望远镜（Large Area Telescope, LAT）观测结果广泛一致的 GRB 群体模型，我们模拟了利用大型望远镜（Large Size Telescopes, LSTs）对 GRBs 进行后随观测的过程。LSTs 是 CTA 中转动速度最快且在数百 GeV 以下能段灵敏度最佳的组成部分。在我们的基准假设下，若仅考虑一个阵列台址，并以 GBM 和空间多波段天文变源监测器（Space-based multi-band astronomical Variable Object Monitor, SVOM）作为警报仪器，预计 LSTs 在瞬时阶段每年可探测约 0.1 个 GRB，在余辉阶段每年约 0.5 个。假设两个具有相同灵敏度的阵列台址且 GBM 定位误差可减小至 1 度以下，瞬时辐射和余辉的探测率可分别提升约 5 倍和 6 倍。本文还给出了预期的红移与光子计数分布，结果表明，尽管事件率不高，但一旦探测到，预期可从单个暴发中获得数百个甚至更多多 GeV 光子。我们还研究了探测率如何依赖于 GRB 的内禀特性以及暴发触发与后随观测之间的延迟时间。
引用
@article{arxiv.1112.5940,
title = {Prospects for Detecting Gamma-Ray Bursts at Very High Energies with the Cherenkov Telescope Array},
author = {Jun Kakuwa and Kohta Murase and Kenji Toma and Susumu Inoue and Ryo Yamazaki and Kunihito Ioka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.5940},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 9 figures, accepted for publication in MNRAS