[論文レビュー] GRB 060614: an enigmatic long-duration gamma-ray burst not due to a hypernova

M. Della Valle, G. Chincarini+16 more|arXiv (Cornell University)|Aug 15, 2006

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 2

ひとこと要約

本論文は、長期間にわたるガンマ線バーストGRB 060614を調査し、長期間のガンマ線バーストは大質量星の核崩壊によって生じるとする一般的なモデルに疑問を呈している。深紫外観測により、M_V = -13.7より明るい超新星は検出されなかった。これは、関連する超新星が存在するとしても、通常のGRB関連超新星の100倍以上も暗い可能性を示唆している。この結果は、一部の長期間GRBがハイパノーバーとは異なるメカニズムによって発生する可能性があることを示している。

ABSTRACT

Gamma-ray bursts (GRBs) are short, intense flashes of soft gamma-rays coming from the distant Universe. Long-duration GRBs (those lasting more than ~2 s) are believed to originate from the deaths of massive stars, mainly on the basis of a handful of solid associations between GRBs and supernovae. GRB 060614, one of the closest GRBs discovered, consisted of a 5-s hard spike followed by softer, brighter emission that lasted for ~100 s. Here we report deep optical observations of GRB 060614 showing no emerging supernova with absolute visual magnitude brighter than M_V = -13.7. Any supernova associated with GRB 060614 was therefore at least 100 times fainter, at optical wavelengths, than the other supernovae associated with GRBs. This demonstrates that some long-lasting GRBs can either be associated with a very faint supernova or produced by different phenomena.

研究の動機と目的

• 長期間のガンマ線バースト（GRB）が、超新星の関連によって示唆されるように、大質量星の核崩壊によって駆動されているという仮説を検証すること。
• GRB 060614は、その特異な性質を考慮すると、近接した長期間GRBであり、超新星と関連しているかどうかを特定すること。
• 検出可能な超新星が存在しないという事実が、長期間GRB形成のための代替メカニズムを示唆するかどうかを評価すること。
• GRB 060614に関連する可能性のある超新星の明るさの定量的上限を確立すること。

提案手法

• 地上望遠鏡を用いて、GRB 060614の宿主銀河を深紫外観測し、超新星の兆候を探索した。
• 一時的発光の絶対視等級を測定し、既知のGRB関連超新星と比較してその光度を評価した。
• 大質量星の核崩壊から予想される超新星の理論的モデルと観測された光学フラックスを比較した。
• 超新星の絶対視等級の上限を設定することで、関連する超新星の明るさの下限を確立した。
• 検出可能な放射が存在しないことから、M_V = -13.7より明るい超新星は存在しないと推論した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GRB 060614は、長期間GRBとして予想されるように、超新星と関連していたか？
• RQ2 GRB 060614に関連する可能性のある超新星の光度は、通常のGRB関連超新星と比べてどの程度か？
• RQ3 検出可能な超新星が存在しないという事実は、GRB 060614が大質量星の核崩壊とは異なるメカニズムによって発生した可能性を示唆するか？
• RQ4 GRB 060614に関連する可能性のある超新星の明るさの上限は何か？

主な発見

• GRB 060614の宿主領域における深紫外観測では、超新星の発光は検出されなかった。
• 関連する超新星の絶対視等級は、M_V = -13.7未満に制限された。
• これは、超新星が生成されたとしても、通常のGRB関連超新星の100倍以上も明るさが低い光学波長帯域であることを示唆している。
• 検出可能な超新星が存在しないという事実は、長期間GRBと大質量星の核崩壊を結びつける標準モデルに疑問を呈している。
• 結果は、一部の長期間GRBがハイパノーバーを含まない代替メカニズムによって発生する可能性があることを示唆している。