[論文レビュー] BVR_cI_c light curves of GRB970508 optical remnant and colors of underlying host galaxy

S. V. Zharikov, В. В. Соколов+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 28, 1998

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、1997年10月から12月および1998年1月にかけてロシア科学院特別宇宙物理学観測所の6m望遠鏡で取得したデータと、多波長アーカイブデータを用いて、GRB970508の光学的後光とその母銀河の基礎的光学発光をBVRcIcバンドで測光した光度曲線を提示する。光度曲線はスペクトル指数α ≈ −1.23のべき乗則減衰に従い、Ic = 24.13 ± 0.28、Rc = 25.55 ± 0.19、V = 25.80 ± 0.14、B = 26.68 ± 0.14の明るさを持つ微弱な定常成分が検出された。これは、星形成銀河または星形成後銀河に類似した母銀河を示している。

ABSTRACT

Optical observations of the GRB 970508 optical remnant were continued with the 6-m telescope of SAO RAS in standard BVRcIc bands in Oct.-Dec.1997 and in Jan. 1998. The results of the photometry of GRB970508 remnant and of three nearby galaxies are presented. The BVRcIc light curves of the GRB970508 remnant may be described by a power law plus a constant F(t)=F_0(t-t_0)^α+C. In In parameters determination of the faint host galaxy we used the results of our BVRcIc photometry of May-August, 1997, the data of recent observations Keck-II and WHT telescopes and also the data of Rc and B bands photometry obtained by other authors based on our secondary standards. The level-off from the initial power-law decline seen in the first months after the burst observed in all bands. The effect is the most strong in Ic band. The best χ^2-fits for Fo, α, C parameters of the data in each of 4 bands point to the presence of a faint constant source with Ic=24.13\pm0.28, Rc = 25.55\pm0.19, V=25.80\pm 0.14, B=26.68\pm 0.14. The average αof light curve power law is -1.23\pm0.04. The optical remnant has the power law F_νν^βspectrum with spectral slope = -1.10\pm0.08 and does not change after optical curve maximum. BVRcIc spectrum together with an absolute magnitude of the constant component M_B_rest=-17.5\pm0.3 and the limit of the linear size of underlying host galaxy d<1.1 kpc, calculated for z=0.835,H_0=75km s^-1 Mpc^-1, q_0=0.5, correspond to a host galaxy, such as a starburst dwarf, red starburst dwarf, irregular dwarf, HII galaxy, or blue compact dwarf galaxy. All these types of dwarf galaxies show evidence of starburst or post starburst activity. Galaxy G2 has a spectrum similar to one of the host GRB galaxy and lies at the projected distance of ~20 kpc from GRB.

研究の動機と目的

• 本研究では、バースト発生後数か月にわたり、GRB970508の後光のBVRcIcバンドにおける光学的光度曲線を測定することを目的としている。
• 減衰する後光と、母銀河の定常的光学発光とを分離することを目的としている。
• 複数エポックおよび複数機器のデータを用いて、母銀河の測光的性質とスペクトルエネルギー分布を同定することを目的としている。
• 絶対等級、サイズ、色に基づいて母銀河の性質を制約することを目的としている。
• 後光の光度曲線に定常的フラックス成分が存在するかを評価し、母銀河への汚染を示唆する。

提案手法

• GRB970508の後光および周辺銀河の測光観測は、ロシア科学院特別宇宙物理学観測所の6m望遠鏡を用いて実施された。
• 1997年10月から12月および1998年1月にかけて、後光および3つの近接銀河に対して標準的BVRcIcバンド測光が実施された。
• 光度曲線は、べき乗則減衰に加え定常フラックス成分を含むモデルで記述された：F(t) = F₀(t−t₀)^α + C。
• 各フィルターバンドについて、χ²最小化法を用いて最良適合パラメータ（F₀, α, C）が決定された。
• 赤方偏移z = 0.835、H₀ = 75 km s⁻¹ Mpc⁻¹、q₀ = 0.5、線形サイズの上限d < 1.1 kpcを用いて母銀河の性質が導出された。
• 測光データからスペクトルエネルギー分布および絶対等級が計算され、既知の矮星銀河タイプと比較された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GRB970508の光学的後光は、BVRcIcバンドでどのように時間的に変化するか？
• RQ2 後光の光度曲線に定常的フラックス成分が存在するか？ それは母銀河に何を示唆するか？
• RQ3 GRB970508の母銀河の測光的およびスペクトル的性質は何か？
• RQ4 母銀河の観測色と等級は、既知の星形成矮星銀河タイプとどのように比較されるか？
• RQ5 後光の固有スペクトル勾配は何か？ また、最大光度に達した後、その勾配は変化するか？

主な発見

• 後光の光度曲線は、すべてのBVRcIcバンドでスペクトル指数α = −1.23 ± 0.04のべき乗則減衰に従う。
• 微弱な定常フラックス成分が、それぞれのバンドでIc = 24.13 ± 0.28、Rc = 25.55 ± 0.19、V = 25.80 ± 0.14、B = 26.68 ± 0.14の明るさで検出された。
• 後光スペクトルは、スペクトル勾配β = −1.10 ± 0.08のべき乗則Fν ∝ ν^βに一致しており、最大光度に達した後で顕著な変化は観測されなかった。
• 母銀河のリステームBバンドにおける絶対等級はM_B_rest = −17.5 ± 0.3であり、星形成または星形成後矮星銀河に一致する。
• 母銀河の投影線形サイズの上限はd < 1.1 kpcであり、コンパクトで星形成が活発な系であることを支持する。
• 約20 kpcの投影距離に位置する近接銀河（G2）は、GRBの母銀河と類似したスペクトルを示しており、関連性または環境的文脈を示唆している。