La correlación Ep,i-Eiso en los estallidos de rayos gamma: estado observacional actualizado, reanálisis e implicaciones principales

La correlación entre la energía pico del espectro nuFnu en el marco de referencia cosmológico, Ep, i, y la energía radiada equivalente isotrópica, Eiso, descubierta por Amati et al. en 2002 y confirmada/ampliada por observaciones posteriores, es una de las evidencias observacionales más intrigantes y debatidas en la astrofísica de los estallidos de rayos gamma (GRB). En este trabajo proporciono una actualización y un reanálisis de la correlación Ep, i - Eiso basándome en una muestra actualizada que consta de 41 GRBs/XRFs largos con estimaciones firmes de z y energía pico observada, Ep, obs, 12 GRBs con valores inciertos de z y/o Ep, obs, 2 GRBs cortos con estimaciones firmes de z y Ep, obs y los peculiares eventos sub-energéticos GRB980425/SN1998bw y GRB031203/SN2003lw. Además del análisis de correlación estándar y el ajuste de ley de potencias, el análisis de datos aquí reportado incluye una modelización que tiene en cuenta la varianza de la muestra. Todos los 53 GRBs largos y XRFs clásicos, incluidos 11 eventos de Swift con parámetros espectrales y fluencias publicados, tienen valores de Ep, i y Eiso, o límites superiores/inferiores, consistentes con la correlación, que muestra una probabilidad de azar tan baja como ~7x10-15, una pendiente de ~0.57 (~0.5 al ajustar considerando la varianza de la muestra) y una dispersión logarítmica extra-Poissoniana de ~0.15, se extiende a ~5 órdenes de magnitud en Eiso y ~3 órdenes de magnitud en Ep, i y se mantiene desde los GRBs más cercanos hasta los de mayor z. También discuto las principales implicaciones de la correlación actualizada Ep, i - Eiso para los modelos de la física y geometría de la emisión de GRB, su uso para discriminar diferentes clases y como estimador de pseudo-z, y las pruebas de posibles efectos de selección con GRBs de redshift desconocido.