[論文レビュー] High resolution imaging of the X-ray afterglow of GRB970228 with ROSAT

F. Frontera, J. Greiner+7 more|arXiv (Cornell University)|Apr 25, 1998

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 3

ひとこと要約

本論文では、ROSATのハイグレアリゾリューション・イメージャ（HRI）を用いて、GRB970228のバースト後光を高解像度でX線撮影し、位置決め精度が10弧秒に達した。正確なX線源位置は、光学的トランスジェントと2弧秒以内で一致しており、X線および光学的後光が同じ起源を持つことを確認し、これまでで最も正確なX線後光の局所化を達成した。

ABSTRACT

We report results of a ROSAT High-Resolution Imager (HRI) observation of the X-ray error box given by the BeppoSAX Wide Field Camera for the gamma-ray burst that occurred on 1997 February 28. The observation started 10 days after the burst and ended three days later, with a total exposure of 34.3 ks. An X-ray source was detected within the 3' WFC error box and its position determined with a 10'' radius accuracy. The source position is in the BeppoSAX Narrow Field Instrument source error box and is coincident (to within 2'') with the optical transient associated with GRB970228. This is the most precise position obtained for an X-ray afterglow and confirms that the X-ray and optical afterglows have the same origin. We present the 0.1--2.4 keV combined HRI and BeppoSAX Low-Energy Concentrator Spectrometer decay light curve which can be well fit with a power-law. The decay is consistent with that measured at higher energies (2--10 keV) with the BeppoSAX Medium-Energy Concentrator Spectrometer.

研究の動機と目的

• GRB970228のX線後光の高解像度X線撮影を行い、源の局所化を向上させること。
• X線後光と光学的トランスジェントが同じ位置にあるという仮説を検証すること。
• 0.1–2.4 keVエネルギー帯域におけるX線光曲線を測定し、高エネルギー帯のデータと比較すること。
• 異なるエネルギー帯域における減衰行動の整合性を確認すること。
• このガンマ線バーストの多波長研究のための正確な天体測位基準を提供すること。

提案手法

• ROSAT HRIが、バーストから10日後にBeppoSAX Wide Field Cameraの誤差領域を観測した。
• 観測期間は34.3キロ秒にわたり、10日間のベースラインを有した。
• HRI画像を用いて、10弧秒の半径精度でX線源位置を特定した。
• X線光曲線は、統合されたHRIおよびBeppoSAX Low-Energy Concentrator Spectrometerデータから構築された。
• 0.1–2.4 keV光曲線にパワーロー減衰モデルをフィットさせた。
• BeppoSAX Medium-Energy Concentrator Spectrometerが測定した2–10 keV帯の減衰とX線減衰を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GRB970228の後光の正確なX線位置は何か？ また、光学的トランスジェントとどのように比較できるか？
• RQ2 X線後光が誤差範囲内で光学的後光と空間的に一致しているか？
• RQ3 ソフトバンド（0.1–2.4 keV）におけるX線光曲線はパワーロー減衰に従うか？ また、高エネルギー帯の減衰と整合性があるか？
• RQ4 X線と光学的後光の位置一致が、ガンマ線バーストの放射メカニズム理解に与える意味は何か？
• RQ5 高解像度X線撮影は後光を解像可能とし、将来的なGRB研究の天体測位補正を改善できるか？

主な発見

• 3分間のBeppoSAX Wide Field Camera誤差領域内にX線源が検出され、位置決め精度が10弧秒の半径で達成された。
• X線源位置は、GRB970228に関連する光学的トランスジェントと2弧秒以内で一致しており、一致している。
• 0.1–2.4 keV帯におけるX線後光光曲線は、パワーロー減衰にうまく適合している。
• ソフトX線帯域における減衰率は、BeppoSAXが測定した2–10 keV帯の減衰率と整合している。
• これは、X線後光に対してこれまでで最も正確な位置決めであり、両者が同じ起源であることを確認した。
• 結果は、X線および光学的後光が同じ物理的領域から発生しているという解釈を支持している。