[論文レビュー] ISO observations of the environment of the soft gamma-ray repeater SGR 1806-20

Y. Fuchs, F. Mirabel+4 more|arXiv (Cornell University)|Oct 13, 1999

Astronomical Observations and Instrumentation参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、ISO赤外線観測を用いて、軟ガンマ線バースト源SGR 1806-20の環境を調査し、それが密度の高いダスト雲および大質量星の集団と関連していることを明らかにした。また、特記すべきLuminous Blue Variable (LBV) 星を含むことから、若年星形成領域である可能性が示唆された。ガンマ線バースト発生時における中赤外線の増幅は検出されなかったため、SGRは明るい星と束縛された連星系にない可能性が高い。

ABSTRACT

Observations at near and mid-infrared wavelengths (1-18 micron) of SGR 1806-20 suggest that it is associated with a cluster of giant massive stars which are enshrouded in a dense cloud of dust. The centre of the best sky position of the gamma-ray source (Hurley et al. 1999) lies on top of the dust cloud at only 7 arcsec (~0.5 pc at a distance of 14.5 kpc) from the star cluster, and 12 arcsec (~0.85 pc) from a Luminous Blue Variable Star (LBV) which had been proposed to be associated with the SGR (Kulkarni et al. 1995). The bright cloud of interstellar gas and dust observed with ISO (Infrared Space Observatory) is probably the birth site of the cluster of massive stars, the LBV star, and the progenitor of the soft gamma-ray repeater pulsar. The presence of such a young star formation region is compatible with the current interpretation of soft gamma-ray repeaters as young neutron stars. The SGR 1806-20 compact source is unlikely to form a bound binary system with any of the infrared luminous massive stars, since no flux variations in the near-infrared were detected from the latter in an interval of 4 years.The ISO observations were made over two epochs, 11 days before and 2 hours after a soft gamma-ray burst detected with the Interplanetary Network, and they show no enhanced mid-infrared emission associated to the high energy activity of the SGR.

研究の動機と目的

• SGR 1806-20の赤外線環境を調査し、大質量星および星形成領域と関連しているかどうかを特定すること。
• 近赤外線モニタリングを通じて、SGRが明るい大質量星と束縛された連星系にいるかどうかを評価すること。
• 軟ガンマ線バースト活動と関連する中赤外線の変動を探索すること。
• 複数エポックのISO観測を用いて、SGRパulsarの前身星環境を制約すること。

提案手法

• 2エポックにわたり、赤外線宇宙望遠鏡（ISO）を用いて近赤外線および中赤外線観測（1–18 μm）を実施した。
• 源の位置を既知の星集団およびLuminous Blue Variable (LBV) 星と比較し、空間的一致を評価した。
• 近赤外線の輝度変動を分析し、明るい大質量星に束縛された連星同伴が存在しないかを検証した。
• 軟ガンマ線バーストの前後における中赤外線放出レベルを測定し、潜在的なフレア発生を検出した。
• 距離推定値（14.5 kpc）を用いて、角度距離を物理的スケールに変換した（例：7 arcsec ≈ 0.5 pc）。
• ダスト雲が大質量星およびSGRの前身星の生成現場である可能性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SGR 1806-20は、大質量星の集団および密度の高い星間ダスト雲と空間的に関連しているか？
• RQ2 軟ガンマ線バースト発生時にSGRは中赤外線の輝度増加を示すか？
• RQ3 SGRは、周囲の明るい大質量星のいずれかと束縛された連星系にいる可能性があるか？
• RQ4 観測されたダスト雲は、大質量星およびSGRの前身星の生成現場であるか？

主な発見

• SGR 1806-20の位置は、密度の高いダスト雲からわずか7 arcsec（約0.5 pc）およびLuminous Blue Variable (LBV) 星から12 arcsec（約0.85 pc）の距離に位置している。
• ダスト雲および大質量星集団は、SGRの前身星の生成現場である可能性が高く、若年中性子星の起源を支持する。
• 4日間の期間にわたり、明るい大質量星からの近赤外線輝度変動は検出されず、束縛された連星系の存在は否定された。
• 軟ガンマ線バースト発生時およびその後においても、中赤外線の増幅は観測されず、周囲物質との顕著な相互作用はないと示唆された。
• 環境は若年星形成領域と整合的であり、SGRが若年中性子星であるという解釈と一致する。
• SGRがダスト雲および大質量星と空間的に一致していることから、最近の星形成イベントにおける共通の起源を支持する。