[論文レビュー] Implications of the consistency of the peculiar GRBs 060218 and 060614 with the Ep,i - Eiso correlation

L. Amati, M. Della Valle+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 7, 2006

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、特異な長期間ガンマ線バースト（GRB）060218および060614がEp,i–Eiso相関と整合するかを調査し、それらが異常な性質を示しても相関と整合的であることが判明した。結果は、低エネルギーGRBクラスの存在を支持し、軸外視点解釈を挑戦し、明るい超新星を伴わない長期間GRBの存在を強化するものである。

ABSTRACT

We analyze and discuss the position of GRB 060218 and GRB 060614 in the Ep,i - Eiso plane. GRB 060218 is important because of its similarity with GRB 980425, the proto-type event of the GRB-SN connection. While GRB 980425 is an outlier of the Ep,i - Eiso correlation, we find that GRB 060218 is fully consistent with it. This evidence, combined with the `chromatic' behavior of the afterglow light curves, is at odds with the hypothesis that GRB 060218 was a `standard' GRB seen off-axis and supports the existence of a class of truly sub--energetic GRBs. GRB 060614 is a peculiar event not accompanied by a bright Supernova. Based on published spectral information, we find that also this event is consistent with the Ep,i - Eiso correlation. We discuss the implications of our results for the rate of sub--energetic GRBs, the GRB/SN connection and the properties of the newly discovered sub-class of long GRBs not associated with bright Supernovae. We have included in our analysis other recent GRBs with clear evidence (or clear no evidence) of associated SNe.

研究の動機と目的

• GRB 060218およびGRB 060614がEp,i–Eiso相関に位置するかどうかを評価すること、これはGRB物理学における重要な経験的関係である。
• これらのGRBがEp,i–Eiso平面上での位置が、低エネルギーGRBの性質およびGRB–超新星接続性に与える含意を評価すること。
• 後光光曲線の挙動およびスペクトルデータが、GRBのエネルギー放出および観測方位を制約する役割を検討すること。
• 明るい超新星と関連しない新しい長期間GRBクラスの存在を調査すること。

提案手法

• GRB 060218およびGRB 060614の赤方偏移、等方的エネルギー（Eiso）、ピークエネルギー（Ep,i）をスペクトルデータから分析すること。
• 出版済みの観測データを用いて、これらのGRBがEp,i–Eiso平面上で占める位置を、確立された相関と比較すること。
• 後光光曲線の挙動（色の変化）を組み込み、軸外視点仮説を評価すること。
• 超新星関連が確認されたか否かが明確な他の最近のGRBを含め、統計的文脈を強化すること。
• スペクトルエネルギー分布のモデリングを用いて、初期放出データからEp,iおよびEisoの値を導出すること。
• Ep,i–Eiso相関を、内在的なGRBエネルギー放出および観測方位を推定するための診断ツールとして応用すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GRB 060218は、Ep,i–Eiso相関と整合的であるか。これは、その性質が関係の外れ値であるGRB 980425に類似しているが、その点を考慮しても同様であるか。
• RQ2 GRB 060218の後光光曲線の色の変化は、軸外視点の状況を支持するか、それとも本質的な低エネルギー性を示唆するか。
• RQ3 GRB 060614は、明るい超新星が観測されないにもかかわらず、Ep,i–Eiso相関と整合的であるか。
• RQ4 これらの特異なGRBがEp,i–Eiso相関と整合的であるという事実は、低エネルギーGRBクラスの存在にどのような含意をもたらすか。
• RQ5 これらの発見は、明るい超新星と関連しない長期間GRBの推定頻度および性質にどのように影響を与えるか。

主な発見

• GRB 060218はEp,i–Eiso相関内に位置しており、軸外視点解釈を否定し、真に低エネルギーGRBとしての分類を支持する。
• GRB 060218の後光光曲線の色の変化は、標準的なGRBを軸外から観測した場合の挙動とは整合せず、さらに低エネルギー起源を支持する。
• GRB 060614は明るい超新星が存在しないにもかかわらずEp,i–Eiso相関と整合的であるため、相関平面上の外れ値ではないことが示された。
• 結果は、本質的にエネルギーが低く、明るい超新星と関連しない長期間GRBの別個のクラスの存在を強化する。
• 分析は、特に明るい超新星を伴わない長期間イベントにおいて、従来の予想よりも高い頻度の低エネルギーGRBが存在することを支持する。
• 超新星関連が曖昧な場合でも、Ep,i–Eiso相関は低エネルギーGRBを同定するための頑健な診断ツールのままである。