[論文レビュー] Radio transient following FRB 150418: afterglow or coincident AGN flare?

Ye Li, Bing Zhang|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2016

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、FRB 150418に続く電波トランスジェントが偶然のAGNフレアである可能性か、実際にそのフレストラスバーストの降下光である可能性かを統計的に評価している。VLAサーベイデータを用いて、このようなトランスジェントがFRBとランダムに一致する確率は非常に低く（<10⁻⁴.⁹）、これは偶然のAGNフレアよりも降下光解釈を強く支持する。

ABSTRACT

Recently, Keane et al. reported the discovery of a fading radio transient following FRB 150418, and interpreted it as the afterglow of the FRB. Williams \&amp; Berger, on the other hand, suggested that the radio transient is analogous to a group of variable radio sources, so that it could be a coincident AGN flare in the observational beam of the FRB. A new observation with VLA showed a re-brightening, which is consistent with the AGN picture. Here, using the radio survey data of Ofek et al., we statistically examine the chance coincidence probability to produce an event like the FRB 150418 transient. We find that the probabilities to produce a variable radio transient with at least the same variability amplitude and signal-to-noise ratio as the FRB 150415 transient, without and with the VLA point, are $P_1 \sim 6 imes 10^{-4}$ and $P_1 \sim 2 imes 10^{-3}$, respectively. In addition, the chance probability to have a fading transient detected following a random time (FRB time) is less than $P_2 \sim 10^{-2.9\pm 1.3}$. Putting these together and assuming that the number of radio sources within one Parkes beam is 16, the final chance coincidence of having an FRB 150418-like radio transient to be unrelated to the FRB is $&lt; 10^{-4.9\pm1.3}$ and $&lt; 10^{-4.4\pm1.3}$, respectively, without and with the VLA point. We conclude that the radio transient following FRB 150418 has a low probability being an unrelated AGN flare, and the possibility of being the afterglow of FRB 150418 is not ruled out.

研究の動機と目的

• FRB 150418に続く電波トランスジェントが、変動するAGNフレアと偶然一致する可能性を評価すること。
• 報告された降下光候補と同等のフレームパワー変動アモニチュードおよびS/Nを持つトランスジェントが観測される確率を定量化すること。
• アーカイブVLAデータを用いて、トランスジェントの光曲線がFRB降下光とAGNフレアのどちらにより一致するかを評価すること。
• 観測されたトランスジェントを短時間GRBの電波降下光と比較し、同様の偶然一致確率が得られるかを評価すること。

提案手法

• Ofekら（2011）の5 GHz VLAサーベイデータ（464個の源、各14–16エポック）を用いた。
• 各源に対して1000セットのランダム観測セットをシミュレートし、平均フラックスに対する標準偏差（STD/⟨f⟩）および中央値S/Nを計算した。
• 観測されたトランスジェントの性質（STD/⟨f⟩ = 0.54、S/N = 5.4）をシミュレートされた分布と比較し、このような変動が偶然に発生する確率を特定した。
• VLAの再発光観測（0.157 ± 0.006 mJy/beam）を組み込み、確率推定値を精緻化した。
• 空間的・フラックス的・時間的偶然一致確率を統合し、Parkesビームあたり16個の電波源を考慮した。
• 短時間GRB降下光の光曲線と一致するかを評価し、他のトランスジェントを同様の偶然一致で説明できるかを検討した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 FRB 150418トランスジェントと同等のフラックス変動アモニチュードおよびS/Nを持つランダムな変動電波源が、Parkesビーム内に現れる確率は何か？
• RQ2 VLA再発光観測の組み込みが、偶然一致確率にどのように影響するか？
• RQ3 統計的制約のもとで、観測されたトランスジェントはFRB降下光とAGNフレアのどちらにより一致するか？
• RQ4 トランスジェントの光曲線が、偶然一致によって短時間GRB降下光と誤認される可能性はどれほどか？
• RQ5 宿主銀河の静止状態電波放射が低リューミナリティAGNによるものである可能性はあり、その場合解釈にどのような影響を与えるか？

主な発見

• FRB 150418トランスジェントと同等以上に変動するアモニチュードおよびS/Nを持つランダムな変動電波源が現れる偶然確率は、VLA点を除くとP₁ ≈ 6 × 10⁻⁴である。
• VLA再発光点を含めた場合、偶然一致確率はわずかに上昇し、P₁ ≈ 2 × 10⁻³ となる。
• ランダムなFRB時刻の2時間後に減光するトランスジェントを検出する確率は、P₂ ≈ 10⁻².⁹⁺¹.³未満であり、時間的偶然一致の可能性は低い。
• VLA点を除いた場合、空間的・フラックス的・時間的偶然一致確率の組み合わせは10⁻⁴.⁹⁺¹.³未満であり、VLA点を含めた場合も10⁻⁴.⁴⁺¹.³未満である。
• トランスジェントの性質は、短時間GRB電波降下光と矛盾しないため、同様の偶然一致リスクがあると示唆される。
• 全体的な偶然一致確率が極めて低いことから、トランスジェントがFRB 150418の固有の降下光である可能性が強く支持される。