Gamma-ray bursts and their links with supernovae and cosmology

Research in Astronomy and Astrophysics

Volumn 12, Issue 8, 2012, Pages 1139-1161

  Mészáros, Peter ^a   Gehrels, Neil ^b  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER   (United States)

Author keywords

cosmic rays; cosmology; gamma ray bursts; gamma ray sources; intergalactic medium; neutrinos; supernovae

Indexed keywords

EID: 84865697060     PISSN: 16744527     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1088/1674-4527/12/8/012     Document Type: Review

References (218)

1. Abbasi, R., Abdou, Y., Abu-Zayyad, T., et al 2011 Phys. Rev. Lett. 106 141101
2. Abbasi, R., Abdou, Y., Abu-Zayyad, T., et al 2012 Nature 484 351
3. Abdo, A. A., Ackermann, M., Ajello, M., et al 2009 Astrophys. J. 706 L138
4. Abdo, A. A., Ackermann, M., Arimoto, M., et al 2009 Science 323 1688
5. Ackermann, M., Ajello, M., Asano, K., et al 2011 Astrophys. J. 729 114
6. Ackermann, M., Asano, K., Atwood, W. B., et al 2010 Astrophys. J. 716 1178
7. Ahlers, M., Gonzalez-Garcia, M. C. and Halzen, F. 2011 Astroparticle Phys. 35 87
8. Akerlof, C., Balsano, R., Barthelmy, S., et al 1999 Nature 398 400
9. Amati, L. 2006 Mon. Not. R. Astron. Soc. 372 233
10. Amati, L., Frontera, F., Tavani, M., et al 2002 Astron. Astrophys. 390 81
11. Asano, K., Guiriec, S. and Mészáros, P. 2009 Astrophys. J. 705 L191
12. Asano, K., Inoue, S. and Mészáros, P. 2009 Astrophys. J. 699 953
13. Asano, K., Inoue, S. and Mészáros, P. 2010 Astrophys. J. 725 L121
14. Asano, K. and Mészáros, P. 2011 Astrophys. J. 739 103
15. Asano, K. and Mészáros, P. 2012 arXiv:1206.0347
16. Bahcall, J. N. and Mészáros, P. 2000 Phys. Rev. Lett. 85 1362
17. Band, D., Matteson, J., Ford, L., et al 1993 Astrophys. J. 413 281
18. Baring, M. G. and Harding, A. K. 1997 Astrophys. J. 491 663
19. Beloborodov, A. M. 2000 Astrophys. J. 539 L25
20. Beloborodov, A. M. 2002 Astrophys. J. 565 808
21. Beloborodov, A. M. 2010 Mon. Not. R. Astron. Soc. 407 1033
22. Beniamini, P., Guetta, D., Nakar, E. and Piran, T. 2011 Mon. Not. R. Astron. Soc. 416 3089
23. Berger, E. 2011 New Astron. Rev. 55 1
24. Berger, E., Fox, D. B., Price, P. A., et al 2007 Astrophys. J. 664 1000
25. Berger, E., Penprase, B. E., Cenko, S. B., et al 2006 Astrophys. J. 642 979
26. Berger, E., Price, P. A., Cenko, S. B., et al 2005 Nature 438 988
27. Blandford, R. D. and Znajek, R. L. 1977 Mon. Not. R. Astron. Soc. 179 433
28. Bouvier, A., Gilmore, R., Connaughton, V., et al 2011 arXiv:1109.5680
29. Bouwens, R. J., Illingworth, G. D., Franx, M. and Ford, H. 2008 Astrophys. J. 686 230
30. Bošnjak, Ž. and Kumar, P. 2012 Mon. Not. R. Astron. Soc. 421 L39
31. Bromm, V. and Loeb, A. 2006 Astrophys. J. 642 382
32. Campisi, M. A., Maio, U., Salvaterra, R. and Ciardi, B. 2011 Mon. Not. R. Astron. Soc. 416 2760
33. Cardone, V. F., Dainotti, M. G., Capozziello, S. and Willingale, R. 2010 Mon. Not. R. Astron. Soc. 408 1181
34. Centrella, J. 2011 American Institute of Physics Conf. Series, 1381 eds. F. A. Aharonian, W. Hofmann, & F. M. Rieger (Washington: AIP) p 98
35. Ciardi, B. and Loeb, A. 2000 Astrophys. J. 540 687
36. Coppi, P. S. and Aharonian, F. A. 1997 Astrophys. J. 487 L9
37. Corsi, A., Guetta, D. and Piro, L. 2010 Astrophys. J. 720 1008
38. Corsi, A. and Mészáros, P. 2009 Astrophys. J. 702 1171
39. Costa, E., Frontera, F., Heise, J., et al 1997 Nature 387 783
40. Coward, D., Howell, E., Piran, T., et al 2012 arXiv:1202.2179
41. Cucchiara, A., Levan, A. J., Fox, D. B., et al 2011 Astrophys. J. 736 7
42. Dai, Z. G., Liang, E. W. and Xu, D. 2004 Astrophys. J. 612 L101
43. De Pasquale, M., Schady, P., Kuin, N. P. M., et al 2010 Astrophys. J. 709 L146
44. Della Valle, M. 2011 Int. J. Mod. Phys. D 20 1745
45. Demianski, M. and Piedipalumbo, E. 2011 Mon. Not. R. Astron. Soc. 415 3580
46. Drenkhahn, G. 2002 Astron. Astrophys. 387 714
47. Drenkhahn, G. and Spruit, H. C. 2002 Astron. Astrophys. 391 1141
48. Eichler, D. and Levinson, A. 2000 Astrophys. J. 529 146
49. Eichler, D., Livio, M., Piran, T. and Schramm, D. N. 1989 Nature 340 126
50. Fan, Y. Z., Wei, D. M. and Zhang, B. 2004 Mon. Not. R. Astron. Soc. 354 1031
51. Finke, J. D., Razzaque, S. and Dermer, C. D. 2010 Astrophys. J. 712 238
52. Fishman, G. J. and Meegan, C. A. 1995 Annu. Rev. Astron. Astrophys. 33 415
53. Fong, W.-f., Berger, E., Margutti, R., et al 2012 arXiv:1204.5475
54. Frail, D. A., Kulkarni, S. R., Nicastro, L., Feroci, M. and Taylor, G. B. 1997 Nature 389 261
55. Frail, D. A., Kulkarni, S. R., Sari, R., et al 2001 Astrophys. J. 562 L55
56. Fryer, C. L. 2006 New Astron. Rev. 50 492
57. Fryer, C. L., Holz, D. E. and Hughes, S. A. 2002 Astrophys. J. 565 430
58. Fryer, C. L., Woosley, S. E. and Hartmann, D. H. 1999 Astrophys. J. 526 152
59. Funk, S. and Hinton, J. 2012 arXiv:1205.0832
60. Galama, T. J., Vreeswijk, P. M., van Paradijs, J., et al 1998 Nature 395 670
61. Gao, S., Toma, K. and Mészáros, P. 2011 Phys.Rev.D 83 103004
62. Gehrels, N., Barthelmy, S. D. and Cannizzo, J. K. 2012 IAU Symp. (Geneva: IAU) p 285 41
63. Gehrels, N., Chincarini, G., Giommi, P., et al 2004 Astrophys. J. 611 1005
64. Gehrels, N., Ramirez-Ruiz, E. and Fox, D. B. 2009 Annu. Rev. Astron. Astrophys. 47 567
65. Gehrels, N., Sarazin, C. L., O'Brien, P. T., et al 2005 Nature 437 851
66. Ghirlanda, G. 2007 R. Society London Philosophical Trans. Ser. A 365 1385
67. Ghirlanda, G., Ghisellini, G. and Lazzati, D. 2004 Astrophys. J. 616 331
68. Ghirlanda, G., Nava, L., Ghisellini, G., et al 2012 Mon. Not. R. Astron. Soc. 420 483
69. Ghirlanda, G., Ghisellini, G., Nava, L., et al 2012 Mon. Not. R. Astron. Soc. 422 2553
70. Ghisellini, G., Celotti, A. and Lazzati, D. 2000 Mon. Not. R. Astron. Soc. 313 L1
71. Ghisellini, G., Ghirlanda, G., Nava, L. and Celotti, A. 2010 Mon. Not. R. Astron. Soc. 403 926
72. Giannios, D., Mimica, P. and Aloy, M. A. 2008 Astron. Astrophys. 478 747
73. Giannios, D. and Spruit, H. C. 2007 Astron. Astrophys. 469 1
74. Gilmore, R. and Ramirez-Ruiz, E. 2010 Astrophys. J. 721 709
75. Gou, L. J., Mészáros, P., Abel, T. and Zhang, B. 2004 Astrophys. J. 604 508
76. Granot, J., Piran, T. and Sari, R. 2000 Astrophys. J. 534 L163
77. Graziani, C. 2011 New Astron. 16 57
78. Greiner, J., Krühler, T., Fynbo, J. P. U., et al 2009 Astrophys. J. 693 1610
79. Guetta, D., Pian, E. and Waxman, E. 2011 Astron. Astrophys. 525 A53
80. Guetta, D., Spada, M. and Waxman, E. 2001 Astrophys. J. 557 399
81. Hartmann, D. 2010 AAS/High Energy Astrophysics Division #11, Bulletin of the American Astronomical Society (Washington: BAAS) p 42 677
82. He, H.-N., Liu, R.-Y., Wang, X.-Y., et al 2012 Astrophys. J. 752 29
83. He, H.-N., Wu, X.-F., Toma, K., Wang, X.-Y. and Mészáros, P. 2011 Astrophys. J. 733 22
84. Hjorth, J. and Bloom, J. S. 2011 arXiv: 1104.2274
85. Hjorth, J., Sollerman, J., Moller, P., et al 2003 Nature 423 847
86. Hopkins, A. M. and Beacom, J. F. 2006 Astrophys. J. 651 142
87. Hümmer, S., Baerwald, P. and Winter, W. 2012 Phys. Rev. Lett. 108 231101
88. Hurley, K., Dingus, B. L., Mukherjee, R., et al 1994 Nature 372 652
89. Kiel, P. D., Hurley, J. R. and Bailes, M. 2010 Mon. Not. R. Astron. Soc. 406 656
90. Kistler, M. D., Yüksel, H., Beacom, J. F., Hopkins, A. M. and Wyithe, J. S. B. 2009 Astrophys. J. 705 L104
91. Kiuchi, K., Shibata, M., Montero, P. J. and Font, J. A. 2011 Phys. Rev. Lett. 106 251102
92. Kobayashi, S. and Mészáros, P. 2003 Astrophys. J. 589 861
93. Kobayashi, S. and Sari, R. 2001 Astrophys. J. 551 934
94. Komissarov, S. S. and Barkov, M. V. 2010 Mon. Not. R. Astron. Soc. 402 L25
95. Komissarov, S. S., Vlahakis, N., Königl, A. and Barkov, M. V. 2009 Mon. Not. R. Astron. Soc. 394 1182
96. Kouveliotou, C., Meegan, C. A., Fishman, G. J., et al 1993 Astrophys. J. 413 L101
97. Kumar, P. 1999 Astrophys. J. 523 L113
98. Kumar, P. and Barniol Duran, R. 2009 Mon. Not. R. Astron. Soc. 400 L75
99. Kumar, P. and Narayan, R. 2009 Mon. Not. R. Astron. Soc. 395 472
100. Lamb, D. Q. and Reichart, D. E. 2000 Astrophys. J. 536 1
101. Lazar, A., Nakar, E. and Piran, T. 2009 Astrophys. J. 695 L10
102. Lazzati, D., Morsony, B. J., Blackwell, C. H. and Begelman, M. C. 2012 Astrophys. J. 750 68
103. Leonor, I., Sutton, P. J., Frey, R., et al 2009 Classical Quantum Gravity 26 204017
104. Li, Z. 2012 Phys.Rev.D 85 027301
105. Liang, E. and Zhang, B. 2006 Mon. Not. R. Astron. Soc. 369 L37
106. Liang, N., Wu, P. and Zhang, S. N. 2010 Phys.Rev.D 81 083518
107. Lloyd-Ronning, N. M. and Petrosian, V. 2002 Astrophys. J. 565 182
108. Loeb, A. and Barkana, R. 2001 Annu. Rev. Astron. Astrophys. 39 19
109. Lyutikov, M. and Blandford, R. 2003 ArXiv Preprint astro-ph/0312347
110. MacFadyen, A. I. and Woosley, S. E. 1999 Astrophys. J. 524 262
111. MacFadyen, A. I., Woosley, S. E. and Heger, A. 2001 Astrophys. J. 550 410
112. Madau, P., Haardt, F. and Rees, M. J. 1999 Astrophys. J. 514 648
113. Madau, P. and Thompson, C. 2000 Astrophys. J. 534 239
114. McKinney, J. C. and Uzdensky, D. A. 2012 Mon. Not. R. Astron. Soc. 419 573
115. Medvedev, M. V. 2000 Astrophys. J. 540 704
116. Medvedev, M. V. 2006 Astrophys. J. 637 869
117. Meegan, C., Lichti, G., Bhat, P. N., et al 2009 Astrophys. J. 702 791
118. Mészáros, P. 2006 Rep. Progress Phys. 69 2259
119. Mészáros, P., Ramirez-Ruiz, E. and Rees, M. J. 2001 Astrophys. J. 554 660
120. Mészáros, P., Ramirez-Ruiz, E., Rees, M. J. and Zhang, B. 2002 Astrophys. J. 578 812
121. Meszaros, P. and Rees, M. J. 1992 Astrophys. J. 397 570
122. Meszaros, P. and Rees, M. J. 1993 Astrophys. J. 418 L59
123. Meszaros, P. and Rees, M. J. 1993 Astrophys. J. 405 278
124. Meszaros, P. and Rees, M. J. 1994 Mon. Not. R. Astron. Soc. 269 L41
125. Meszaros, P. and Rees, M. J. 1997 Astrophys. J. 476 232
126. Meszaros, P. and Rees, M. J. 1997 Astrophys. J. 482 L29
127. Mészáros, P. and Rees, M. J. 2000 Astrophys. J. 541 L5
128. Mészáros, P. and Rees, M. J. 2000 Astrophys. J. 530 292
129. Mészáros, P. and Rees, M. J. 2003 Astrophys. J. 591 L91
130. Mészáros, P. and Rees, M. J. 2010 Astrophys. J. 715 967
131. Mészáros, P. and Rees, M. J. 2011 Astrophys. J. 733 L40
132. Meszaros, P., Rees, M. J. and Papathanassiou, H. 1994 Astrophys. J. 432 181
133. Mészáros, P. and Waxman, E. 2001 Phys. Rev. Lett. 87 171102
134. Metzger, B. D., Giannios, D., Thompson, T. A., Bucciantini, N. and Quataert, E. 2011 Mon. Not. R. Astron. Soc. 413 2031
135. Metzger, M. R., Djorgovski, S. G., Kulkarni, S. R., et al 1997 Nature 387 878
136. Michelson, P. F., Atwood, W. B. and Ritz, S. 2010 Rep. Progress Phys. 73 074901
137. Murase, K. 2008 Phys.Rev.D 78 101302
138. Murase, K., Asano, K., Terasawa, T. and Mészáros, P. 2012 Astrophys. J. 746 164
139. Murase, K. and Nagataki, S. 2006 Phys. Rev. D 73 063002
140. Nakar, E. 2007 Phys. Rep. 442 166
141. Nakar, E. and Piran, T. 2005 Mon. Not. R. Astron. Soc. 360 L73
142. Narayan, R. and Kumar, P. 2009 Mon. Not. R. Astron. Soc. 394 L117
143. Narayan, R., Kumar, P. and Tchekhovskoy, A. 2011 Mon. Not. R. Astron. Soc. 416 2193
144. Narayan, R., Paczynski, B. and Piran, T. 1992 Astrophys. J. 395 L83
145. Narayan, R., Tchekhovskoy, A. and McKinney, J. 2010 Astronomical Society of the Pacific Conf. Series, 427, Accretion and Ejection in AGN: A Global View eds. L. Maraschi, G. Ghisellini, R. Della Ceca, & F. Tavecchio (Pasadena: PASP) p 127
146. Nomoto, K., Moriya, T., Tominaga, N. and Suzuki, T. 2010 American Institute of Physics Conf. Series, 1279 eds. N. Kawai & S. Nagataki (Washington: AIP) p 60
147. Norman, M. L. 2010 American Institute of Physics Conf. Series, 1294 eds. D. J. Whalen, V. Bromm, & N. Yoshida (Washington: AIP) p 17
148. Omodei, N. and the Fermi LAT Collaboration 2011 Talk at Fermi Meeting (Stanford U.)
149. Ota, K., Iye, M., Kashikawa, N., et al 2008 Astrophys. J. 677 12
150. Ott, C. D., Reisswig, C., Schnetter, E., et al 2011 Phys. Rev. Lett. 106 161103
151. Paczynski, B. 1986 Astrophys. J. 308 L43
152. Paczynski, B. 1998 Astrophys. J. 494 L45
153. Paczynski, B. 1998b Gamma-Ray Bursts, 4th Hunstville Symp. vol 428 eds. C. A. Meegan, R. D. Preece, & T. M. Koshut (Washington: AIP) p 783
154. Panaitescu, A. and Mészáros, P. 2000 Astrophys. J. 544 L17
155. Papathanassiou, H. and Meszaros, P. 1996 Astrophys. J. 471 L91
156. Paul, J., Wei, J., Basa, S. and Zhang, S.-N. 2011 Comptes Rendus Physique 12 298
157. Pe'er, A. 2011 arXiv:1111.3378
158. Pe'er, A., Mészáros, P. and Rees, M. J. 2005 Astrophys. J. 635 476
159. Pe'er, A., Mészáros, P. and Rees, M. J. 2006 Astrophys. J. 642 995
160. Pe'er, A. and Waxman, E. 2004 Astrophys. J. 613 448
161. Pilla, R. P. and Loeb, A. 1998 Astrophys. J. 494 L167
162. Preece, R. D., Briggs, M. S., Mallozzi, R. S., et al 2000 Astrophys. J. Suppl. 126 19
163. Primack, J. R., Domínguez, A., Gilmore, R. C. and Somerville, R. S. 2011 American Institute of Physics Conf. Series vol 1381 eds. F. A. Aharonian, W. Hofmann, & F. M. Rieger (Washington: AIP) p 72
164. Racusin, J. L., Karpov, S. V., Sokolowski, M., et al 2008 Nature 455 183
165. Razzaque, S. 2010 Astrophys. J. 724 L109
166. Razzaque, S., Mészáros, P. and Zhang, B. 2004 Astrophys. J. 613 1072
167. Rees, M. J. and Meszaros, P. 1992 Mon. Not. R. Astron. Soc. 258 41P
168. Rees, M. J. and Meszaros, P. 1994 Astrophys. J. 430 L93
169. Rees, M. J. and Mészáros, P. 2005 Astrophys. J. 628 847
170. Rezzolla, L., Giacomazzo, B., Baiotti, L., et al 2011 Astrophys. J. 732 L6
171. Robertson, B. E. and Ellis, R. S. 2012 Astrophys. J. 744 95
172. Rosswog, S. 2005 Astrophys. J. 634 1202
173. Ruffert, M. and Janka, H.-T. 1999 Astron. Astrophys. 344 573
174. Ryde, F. 2005 Astrophys. J. 625 L95
175. Ryde, F., Pe'er, A., Nymark, T., et al 2011 Mon. Not. R. Astron. Soc. 415 3693
176. Salvaterra, R., Della Valle, M., Campana, S., et al 2009 Nature 461 1258
177. Sari, R., Piran, T. and Narayan, R. 1998 Astrophys. J. 497 L17
178. Savaglio, S. 2006 New J. Phys. 8 195
179. Savaglio, S. 2010 IAU Symp., 265 eds. by K. Cunha, M. Spite, & B. Barbuy (Geneva: IAU) p 139
180. Shemi, A. and Piran, T. 1990 Astrophys. J. 365 L55
181. Shibata, M., Suwa, Y., Kiuchi, K. and Ioka, K. 2011 Astrophys. J. 734 L36
182. Soderberg, A. M. 2007 American Institute of Physics Conf. Series, 937, Supernova 1987A: 20 Years After: Supernovae and Gamma-Ray Bursters eds. S. Immler, K. Weiler, & R. McCray (Washington: AIP) p 492
183. Soderberg, A. M., Chakraborti, S., Pignata, G., et al 2010 Nature 463 513
184. Spada, M., Panaitescu, A. and Mészáros, P. 2000 Astrophys. J. 537 824
185. Stacy, A., Greif, T. H. and Bromm, V. 2009 Astronomical Society of the Pacific Conf. Series, 419, Galaxy Evolution: Emerging Insights and Future Challenges eds. S. Jogee, I. Marinova, L. Hao, & G. A. Blanc (Pasadena: PASP) p 339
186. Stanek, K. Z., Gnedin, O. Y., Beacom, J. F., et al 2006 Acta Astronomica 56 333
187. Tanvir, N. R., Fox, D. B., Levan, A. J., et al 2009 Nature 461 1254
188. Thielemann, F.-K., Hirschi, R., Liebendörfer, M. and Diehl, R. 2011 Lecture Notes in Physics vol 812 eds. R. Diehl, D. H. Hartmann, & N. Prantzos (Berlin: Springer) p 153
189. Thompson, C. 1994 Mon. Not. R. Astron. Soc. 270 480
190. Thompson, C. 2006 Astrophys. J. 651 333
191. Thompson, C. and Madau, P. 2000 Astrophys. J. 538 105
192. Thompson, C., Mészáros, P. and Rees, M. J. 2007 Astrophys. J. 666 1012
193. Toma, K., Sakamoto, T. and Mészáros, P. 2011 Astrophys. J. 731 127
194. Toma, K., Wu, X.-F. and Mészáros, P. 2011 Mon. Not. R. Astron. Soc. 415 1663
195. Usov, V. V. 1994 Mon. Not. R. Astron. Soc. 267 1035
196. van Paradijs, J., Groot, P. J., Galama, T., et al 1997 Nature 386 686
197. Vedrenne, G. and Atteia, J.-L. 2009 Gamma-Ray Bursts: The Brightest Explosions in the Universe eds. Vedrenne, G. & Atteia, J.-L. (Berlin: Springer)
198. Veres, P. and Mészáros, P. 2012 arXiv:1202.2821
199. Vurm, I., Beloborodov, A. M. and Poutanen, J. 2011 Astrophys. J. 738 77
200. Wang, X.-Y. and Dai, Z.-G. 2009 Astrophys. J. 691 L67
201. Wang, X.-Y., He, H.-N., Li, Z., Wu, X.-F. and Dai, Z.-G. 2010 Astrophys. J. 712 1232
202. Wang, X.-Y., Li, Z. and Mészáros, P. 2006 Astrophys. J. 641 L89
203. Waxman, E. 1997 Astrophys. J. 485 L5
204. Waxman, E. 2011 arXiv: 1101.1155
205. Waxman, E. and Bahcall, J. 1997 Phys. Rev. Lett. 78 2292
206. Waxman, E. and Bahcall, J. N. 2000 Astrophys. J. 541 707
207. Waxman, E. and Loeb, A. 1999 Astrophys. J. 515 721
208. Wheeler, J. C., Yi, I., Höflich, P. and Wang, L. 2000 Astrophys. J. 537 810
209. Woosley, S. E. 1993 Astrophys. J. 405 273
210. Woosley, S. E. 2011 arXiv: 1105.4193
211. Woosley, S. E. and Bloom, J. S. 2006 Annu. Rev. Astron. Astrophys. 44 507
212. Yonetoku, D., Murakami, T., Nakamura, T., et al 2004 Astrophys. J. 609 935
213. Zhang, B. and Kobayashi, S. 2005 Astrophys. J. 628 315
214. Zhang, B. and Mészáros, P. 2002 Astrophys. J. 581 1236
215. Zhang, B. and Yan, H. 2011 Astrophys. J. 726 90
216. Zhang, B.-B., Zhang, B., Liang, E.-W., et al 2011 Astrophys. J. 730 141
217. Zhang, W. and MacFadyen, A. 2009 Astrophys. J. 698 1261
218. Zhang, W., Woosley, S. E. and Heger, A. 2004 Astrophys. J. 608 365