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第一个十亿年项目:z>5 处的伽马射线暴

高能天体物理现象 2015-06-22 v2

摘要

长伽马射线暴 (LGRB) 与大质量恒星死亡的关联表明,由于其高光度,它们可用于高精度地探测宇宙恒星形成历史 (CSFH)。我们利用来自“第一个十亿年”项目的宇宙学模拟,在假设关于 LGRB 前身星的各种不同模型和约束条件下,研究z>5z>5处 CSFH 与 LGRB 发生率之间的偏差。我们基于环境属性选择并填充 LGRB,证明 LGRB 发生率应在高红移处追踪 CSFH。测量到的 LGRB 发生率表明 LGRB 具有θjet=0.1\theta_{jet}=0.1度的张角,尽管与前身星模型的简并性不能排除潜在的偏差。我们证明,将 LGRB 发生率与全局 LGRB 宿主属性联系起来的代理并不能反映潜在的 LGRB 环境,实际上是宿主星系空间属性的结果,使得 LGRB 可以存在于具有太阳金属丰度的星系中。然而,我们发现一类具有低恒星质量且富金属的宿主星系,其金属丰度弥散不允许低金属丰度环境的存在。探测具有这组属性的宿主将直接反映前身星的环境。我们预测每年有 10% 的 LGRB 与这类星系相关,这些星系具有可由詹姆斯韦伯太空望远镜上的仪器探测到的禁线发射。此类发现将对坍缩星模型施加强有力的约束,并提示其他待研究的途径。

关键词

引用

@article{arxiv.1408.2526,
  title  = {The First Billion Years project: gamma-ray bursts at z>5},
  author = {J. Elliott and S. Khochfar and J. Greiner and C. Dalla Vecchia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1408.2526},
  year   = {2015}
}

备注

13 pages, 8 figures, 1 table, accepted for publication in MNRAS