Population III gamma-ray burst afterglows: Constraints on stellar masses and external medium densities

Astrophysical Journal

Volumn 731, Issue 2, 2011, Pages

  Toma, Kenji ^a   Sakamoto, Takanori ^b,c   Mészros, Peter ^a  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER   (United States)

^c UNIVERSITY OF MARYLAND BALTIMORE COUNTY   (United States)

Author keywords

black hole physics; dark ages, reionization, first stars; gamma ray burst: general; radio continuum: general; stars: Population III; surveys; X rays: bursts

Indexed keywords

EID: 79955055028     PISSN: 0004637X     EISSN: 15384357     Source Type: Journal    
DOI: 10.1088/0004-637X/731/2/127     Document Type: Article

References (91)

1. Abdo, A. A. et al. 2009, Science, 323, 1688
2. Abel, T., Bryan, G. L., & Norman, M. L. 2002, Science, 295, 93
3. Alvarez, M. A., Bromm, V., & Shapiro, P. R. 2006, ApJ, 639, 621
4. Barkana, R. & Loeb, A. 2004, ApJ, 601, 64
5. Barkov, M. V. & Komissarov, S. S. 2008, MNRAS, 385, L28
6. Blandford, R. D. & McKee, C. F. 1976, Phys. Fluids, 19, 1130
7. Blandford, R. D. & Znajek, R. L. 1977, MNRAS, 179, 433
8. Bower, G. C. et al. 2007, ApJ, 666, 346
9. Bromm, V. & Loeb, A. 2006, ApJ, 642, 382
10. Campana, S. et al. 2006, Nature, 442, 1008
11. Chandra, P. et al. 2010, ApJ, 712, L31
12. Ciardi, B. & Ferrara, A. 2005, Space Sci. Rev., 116, 625
13. Ciardi, B. & Loeb, A. 2000, ApJ, 540, 687
14. Corsi, A., Guetta, D., & Piro, L. 2010, ApJ, 720, 1008
15. De Pasquale, M. et al. 2010, ApJ, 709, L146
16. Eichler, D., Livio, M., Piran, T., & Schramm, D. N. 1989, Nature, 340, 126
17. Fryer, C. L., Woosley, S. E., & Heger, A. 2001, ApJ, 550, 372
18. Furlanetto, S. R. & Loeb, A. 2002, ApJ, 579, 1
19. Fynbo, J. P. U. et al. 2009, ApJS, 185, 526
20. Gal-Yam, A. et al. 2006, ApJ, 639, 331
21. Gou, L. J., Fox, D. B., & Mészros, P. 2007, ApJ, 668, 1083
22. Gou, L. J., Mészros, P., Abel, T., & Zhang, B. 2004, ApJ, 604, 508
23. Granot, J. 2007, RevMexAA, 27, 140
24. Granot, J., Cohen-Tanugi, J., & do Couto e Silva, E. 2008, ApJ, 677, 92
25. Greiner, J. et al. 2009, ApJ, 693, 1610
26. Gruzinov, A. 2001, ApJ, 563, L15
27. Heger, A., Fryer, C. L., Woosley, S. E., Langer, N., & Hartmann, D. H. 2003, ApJ, 591, 288
28. Inoue, S., Omukai, K., & Ciardi, B. 2006, MNRAS, 380, 1715
29. Inoue, S. et al. 2010, MNRAS, 404, 1938
30. Ioka, K. & Mészros, P. 2005, ApJ, 619, 684
31. Ioka, K., Murase, K., Toma, K., Nagataki, S., & Nakamura, T. 2007, ApJ, 670, L77
32. Kato, T. N. 2005, Phys. Plasmas, 12, 080705
33. Kawai, N. et al. 2006, Nature, 440, 184
34. Kistler, M. D., Yuksel, H., Beacom, J. F., Hopkins, A. M., & Wyithe, S. B. 2009, ApJ, 705, L104
35. Komissarov, S. S. & Barkov, M. V. 2010, MNRAS, 402, L25, (KB10)
36. Kumar, P. & Barniol Duran, R. 2009, MNRAS, 400, L75
37. Lamb, D. Q. & Reichart, D. E. 2000, ApJ, 536, 1
38. Levinson, A., Ofek, E. O., Waxman, E., & Gal-Yam, A. 2002, ApJ, 576, 923
39. Li, Z. & Waxman, E. 2006, ApJ, 651, 328
40. Liang, E. W., Zhang, B. B., & Zhang, B. 2007, ApJ, 670, 565
41. Lithwick, Y. & Sari, R. 2001, ApJ, 555, 540
42. Lyutikov, M. 2006, New J. Phys., 8, 119
43. Lyutikov, M. 2011, MNRAS, 411, 422
44. MacFadyen, A. I. & Woosley, S. E. 1999, ApJ, 524, 262
45. Matsumiya, M. & Ioka, K. 2003, ApJ, 595, L25
46. Melrose, D. B. 1980, Plasma Astrophysics, Vol. 1 (New York: Gordon and Breach)
47. Mészros, P. & Rees, M. J. 1997a, ApJ, 476, 232
48. Mészros, P. & Rees, M. J. 1997b, ApJ, 482, L29
49. Mészros, P. & Rees, M. J. 2000, ApJ, 530, 292
50. Mészros, P. & Rees, M. J. 2010, ApJ, 715, 967, (MR10)
51. Mimica, P., Giannios, D., & Aloy, M. A. 2009, A&A, 494, 879
52. Mizuno, Y. et al. 2009, ApJ, 690, L47
53. Nakar, E., Ando, S., & Sari, R. 2009, ApJ, 703, 675
54. Naoz, S. & Bromberg, O. 2007, MNRAS, 380, 757
55. Narayan, R. & Yi, I. 1994, ApJ, 428, L13
56. Niinuma, K. et al. 2007, ApJ, 657, L37
57. Ofek, E. O. et al. 2010, ApJ, 711, 517
58. Ohkubo, T. et al. 2006, ApJ, 645, 1352
59. Omukai, K. & Palla, F. 2003, ApJ, 589, 677
60. Panaitescu, A. & Kumar, P. 2002, ApJ, 571, 779
61. Pe'er, A. & Waxman, E. 2004, ApJ, 613, 448
62. Porciani, C. & Madau, P. 2001, ApJ, 548, 522
63. Rees, M. J. & Mészros, P. 2005, ApJ, 628, 847
64. Reynolds, C. S., Garofalo, D., & Begelman, M. C. 2006, ApJ, 651, 1023
65. Sakamoto, T. et al. 2010, ApJS, submitted
66. Salvaterra, R. et al. 2009, Nature, 461, 1258
67. Sari, R. & Esin, A. A. 2001, ApJ, 548, 787
68. Sari, R., Piran, T., & Halpern, J. P. 1999, ApJ, 519, L17
69. Sari, R., Piran, T., & Narayan, R. 1998, ApJ, 497, L17
70. Shaver, P. A., Windhorst, R. A., Madau, P., & de Bruyn, A. G. 1999, A&A, 345, 380
71. Sironi, L. & Goodman, J. 2007, ApJ, 671, 1858
72. Spruit, H. C., Daigna, F., & Drenkhahn, G. 2001, A&A, 369, 694
73. Tanvir, N. R. et al. 2009, Nature, 461, 1254
74. Thompson, C. 1994, MNRAS, 270, 480
75. Thorne, K. S., Price, R. H., & Macdonald, D. A. 1986, Black Holes: The Membrane Paradigm (New Haven, CT: Yale Univ. Press)
76. Toma, K., Ioka, K., & Nakamura, T. 2008, ApJ, 673, L123
77. Toma, K., Ioka, K., Sakamoto, T., & Nakamura, T. 2007, ApJ, 659, 1420
78. Toma, K., Wu, X.-F., & Mészros, P. 2010, arXiv:1002.2634
79. Totani, T. 1997, ApJ, 486, L71
80. Totani, T. et al. 2006, PASJ, 58, 485
81. Tozzi, P., Madau, P., Meiksin, A., & Rees, M. J. 2000, ApJ, 528, 597
82. Whalen, D., Abel, T., & Norman, M. L. 2004, ApJ, 610, 14
83. White, R. L., Becker, R. H., Helhand, D. J., & Gregg, M. D. 1997, ApJ, 475, 479
84. Wijers, R. A. M. & Galama, T. J. 1999, ApJ, 523, 177
85. Woosley, S. E. 1993, ApJ, 405, 273
86. Woosley, S. E. & Heger, A. 2006, ApJ, 637, 914
87. Yoon, S. C., Langer, N., & Norman, C. 2006, A&A, 460, 199
88. Yoshida, N., Omukai, K., Hernquist, T., & Abel, T. 2006, ApJ, 652, 6
89. Zalamea, I. & Beloborodov, A. M. 2011, MNRAS, 410, 2302
90. Zhang, B. & Mészros, P. 2001, ApJ, 559, 110
91. Zhang, W. & MacFadyen, A. 2009, ApJ, 698, 1261