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伽马射线暴哈勃图及其宇宙学含义

高能天体物理现象 2015-06-12 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

在本文中,我们继续支持利用伽马射线暴(GRBs)作为标准烛光,以构建红移超出当前 Ia 型超新星观测范围的哈勃图的提议。我们确认某些光谱和光变曲线特征之间的相关性确实可用作光度指示器,并利用适用于此项工作的最新 GRB 样本证明,经这些数据优化的 Λ\LambdaCDM 模型其特征参数值与共识模型中的值一致。具体而言,我们发现 (Ωm,ΩΛ)(0.250.06+0.05,0.750.05+0.06)(\Omega_m,\Omega_\Lambda)\approx (0.25_{-0.06}^{+0.05}, 0.75_{-0.05}^{+0.06}),这在 1σ1\sigma 范围内与从 9 年 WMAP 数据获得的 (0.29,0.71)(0.29,0.71) 一致。我们还对 Λ\LambdaCDM 模型与 Rh=ctR_{\rm h}=ct 宇宙模型进行了比较分析,发现最优 Λ\LambdaCDM 模型拟合 GRB 哈勃图的约化 χdof22.26\chi^2_{\rm dof}\approx 2.26,而使用 Rh=ctR_{\rm h}=ct 的拟合结果为 χdof22.14\chi^2_{\rm dof}\approx 2.14。在这两种情况下,约 20% 的事件偏离最佳拟合曲线至少 2σ2\sigma,这表明要么不可避免地存在非标准 GRB 光度的污染,要么与数据相关的误差和内禀离散被低估了。利用这些优化拟合,我们使用三种统计工具——赤池信息量准则(AIC)、库勒信息量准则(KIC)和贝叶斯信息量准则(BIC)——表明,基于 GRB 哈勃图,Rh=ctR_{\rm h}=ct 更接近正确模型的可能性约为 85-96%,而 Λ\LambdaCDM 的可能性约为 4-15%。

关键词

引用

@article{arxiv.1301.0894,
  title  = {The Gamma-Ray Burst Hubble Diagram and Its Cosmological Implications},
  author = {Jun-Jie Wei and Xue-Feng Wu and Fulvio Melia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1301.0894},
  year   = {2015}
}

备注

39 pages, 7 figures, 2 tables, accepted for publication in ApJ