短伽马射线暴的位置作为致密天体双星前身星的证据

我们呈现了对 22 个短伽马射线暴（GRB）宿主星系及亚星系环境的哈勃空间望远镜（HST）静止帧 UV/光学观测的详细调查。利用 HST 的高角分辨率和深度，我们表征了宿主星系的形态，测量了爆发与宿主中心之间精确的投影物理偏移和归一化偏移，并计算了爆发相对于其宿主光分布（静止帧 UV 和光学）的位置。我们计算出短 GRB 的中值投影物理偏移为 4.5 kpc，约为长 GRB 的 3.5 倍，并发现约 25% 的短 GRB 偏移量大于 10 kpc。当与其宿主大小相比时，中值偏移为 1.5 个半光半径（$r_e$），约为长 GRB、核坍缩超新星和 Ia 型超新星数值的 1.5 倍。此外，约 20% 的短 GRB 偏移量大于 5 $r_e$，而仅有约 25% 位于 1 $r_e$ 以内。我们进一步发现，短 GRB 严重低估了其宿主的静止帧光学和 UV 光，约 30-45% 的爆发位于其宿主星系中无法探测到恒星光线的区域，约 55% 位于没有 UV 光的区域。因此，短 GRB 并不发生在恒星形成区甚至恒星质量区。这表明短 GRB 的前身星系统必须从其诞生地迁移到最终的爆发地，这是致密天体双星系统中存在 kicks 的特征。利用完整的偏移样本，我们估计 natal kick 速度约为 20-140 km s^-1。这些独立的证据线提供了迄今为止最强的支持，即短 GRB 源于致密天体双星（NS-NS/NS-BH）的并合。