Die Ep,i-Eiso-Korrelation in Gammastrahlenausbrüchen: Aktualisierter Beobachtungsstand, Neu-Analyse und Hauptimplikationen

Die Korrelation zwischen der kosmologischen Ruhe-Rahmen nuFnu-Spektral-Gipfelenergie, Ep,i, und der isotrop äquivalenten abgestrahlten Energie, Eiso, die von Amati et al. im Jahr 2002 entdeckt und durch nachfolgende Beobachtungen bestätigt/erweitert wurde, ist eines der faszinierendsten und umstrittensten beobachtbaren Evidenzen in der Gamma-Ray Bursts (GRB) Astrophysik. In diesem Papier gebe ich ein Update und eine Neu-Analyse der Ep,i - Eiso-Korrelation basierend auf einer aktualisierten Probe, die aus 41 langen GRBs/XRFs mit verbindlichen Schätzungen von z und beobachteter Gipfelenergie, Ep,obs, 12 GRBs mit unsicheren Werten von z und/oder Ep,obs, 2 kurzen GRBs mit verbindlichen Schätzungen von z und Ep,obs und den besonderen sub-energetischen Ereignissen GRB980425/SN1998bw und GRB031203/SN2003lw besteht. Neben der standardmäßigen Korrelationsanalyse und der Anpassung von Potenzgesetzen umfasst die hier berichtete Datenanalyse eine Modellierung, die für die Stichprobenvarianz berücksichtigt wird. Alle 53 klassischen langen GRBs und XRFs, einschließlich 11 Swift-Ereignissen mit veröffentlichten spektralen Parametern und Flüssen, haben Ep,i- und Eiso-Werte oder obere/untere Grenzen, die mit der Korrelation übereinstimmen, die eine Zufallswahrscheinlichkeit von bis zu ~7x10-15 aufweist, eine Steigung von ~0,57 (~0,5 bei der Anpassung unter Berücksichtigung der Stichprobenvarianz) und eine extra-Poisson-Logarithmische Streuung von ~0,15, die sich über ~5 Größenordnungen in Eiso und ~3 Größenordnungen in Ep,i erstreckt und zwischen den näheren und höheren z GRBs besteht. Ich diskutiere auch die Hauptimplikationen der aktualisierten Ep,i - Eiso-Korrelation für die Modelle der Physik und Geometrie der GRB-Emission, ihre Verwendung zur Unterscheidung verschiedener Klassen sowie als Pseudo-z-Schätzer und die Tests möglicher Selektions-Effekte mit GRBs unbekannten roten Schifffahrt.