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求解伽马射线暴的逆宇宙学定标问题

宇宙学与河外天体物理 2023-11-06 v1 高能天体物理现象

摘要

我们获得了基于Swift任务长伽马射线暴(LGRBs)实际观测数据的新物理特征拟合。我们考虑了线性相关的Amati参数(EisoEp,iE_\text{iso}-E_{\text{p},i})以及针对引力透镜与Malmquist偏差(GLMB)效应的kk改正。我们使用Pantheon SN Ia星表与固定哈勃常数H0=70H_0=70 km/s/Mpc的标准Λ\LambdaCDM模型作为哈勃函数μ(z)\mu(z)的基线。在本文中,我们在非参数统计框架下表述了逆宇宙学定标问题(ICCP)。ICCP涉及在假定固定宇宙学模型的情况下拟合不可观测的物理特征。为解决该问题,我们开发了一种抗非高斯过程的新方法。该方法基于通过蒙特卡洛方法的误差传播以及用于线性回归估计的Theil-Sen方法。我们已证明该评估方法的稳定性与鲁棒性。参数估计如下:不考虑GLMB效应时a=0.920.12+0.12a=0.92^{+0.12}_{-0.12}b=50.320.32+0.33b=50.32^{+0.33}_{-0.32};包含该效应时a=0.630.14+0.13a=0.63^{+0.13}_{-0.14}b=50.120.31+0.33b=50.12^{+0.33}_{-0.31}k=1.980.24+0.25k=1.98^{+0.25}_{-0.24}。所提方法可应用于任何其它已知标准烛光的定标样本、已定标的LGRBs样本以及哈勃函数μ(z)\mu(z)。未来,ICCP思想可用作估计宇宙学参数(包括GLMB效应)甚至模型选择的替代宇宙学检验,提供关于宇宙的新信息。这可通过在贝叶斯统计范式内分析观测数据的残差值来实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.01849,
  title  = {Solving the inverse cosmological calibration problem of gamma-ray bursts},
  author = {S. I. Shirokov and R. I. Gainutdinov and N. Yu. Lovyagin and V. L. Gorokhov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.01849},
  year   = {2023}
}

备注

19 pages, 6 figures, 6 tables, MNRAS accepted