[論文レビュー] VLT observations of GRB 990510 and its environment

K. Beuermann, F. V. Hessman+11 more|arXiv (Cornell University)|Sep 2, 1999

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 12

ひとこと要約

本研究では、GRB 990510の後光をVLT/Antuを用いて発生後8日から29日までの間観測し、R=24.2から約26.4にわたる光度の低下する光学的後光曲線と、ジェットからの非局所的シンクロトロン放射と整合するスペクトルフラックス分布を得た。データは、後光がジェット状の放出であることを支持するが、3σ信頼水準において、やや明るい超新星（R>27.4）または銀河（R>27.6）が存在する可能性は除外できない。

ABSTRACT

We present BVRI photometry and spectrophotometry of GRB990510 obtained with the ESO VLT/Antu telescope during the late decline phase. Between days 8 and 29 after the burst, the afterglow faded from R=24.2 to ~26.4. The spectral flux distribution and the light curve support the interpretation of the afterglow as synchrotron emission from a jet. The light curve is consistent with the optical transient alone but an underlying SN with maximum brightness R>27.4 or a galaxy with R>27.6 (3-sigma upper limits) cannot be ruled out. To a 5-sigma detection threshold of R=26.1, no galaxy is found within 6'' of the transient. A very blue V~24.5 extended object which may qualify as a starburst galaxy is located 12'' SE, but at unknown redshift.

研究の動機と目的

• 発生後21日間にわたる高精度の光度測定と分光光度測定を用いて、GRB 990510の光学的後光の遅発低下期を特徴づけること。
• 後光曲線とスペクトルエネルギー分布がジェット状の放出モデルを支持するかどうかを特定すること。
• バーストの周辺に存在する可能性のある超新星や宿主銀河の存在を探索し、検出できなければ制限を付けること。
• 5σの検出閾値を用いて、後光の周囲に存在するやや明るい拡張源の検出可能性を評価すること。

提案手法

• 発生後21日間にわたって、ESO VLT/Antu望遠鏡を用いて、後光のBVRI光度測定および分光光度測定を実施した。
• 発生後8日目のR=24.2から29日目の約26.4にわたるフラックスの減衰を測定し、後光の光度低下の様子を追跡した。
• スペクトルフラックス分布を解析して、相対論的ジェットからのシンクロトロン放射と整合するかを検証した。
• 6''以内の拡張またはやや明るい源の探索に、R=26.1の5σ検出閾値を適用した。
• 12''南東に位置する非常に青く拡張した天体を特定・評価したが、これはスターバースト銀河の可能性があるものの、赤方偏移は不明である。
• 3σ上昇限界として、超新星および宿主銀河の明るさにそれぞれR>27.4およびR>27.6の制限を設定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GRB 990510の光学的後光曲線は、ジェット状のシンクロトロン放射モデルと整合するか？
• RQ2 5σの検出閾値において、後光の周囲にやや明るい超新星や宿主銀河が検出可能か？
• RQ3 後光から12''南東に位置する拡張した青色天体の性質と赤方偏移は何か？
• RQ4 観測されたフラックス減衰およびスペクトルエネルギー分布は、放出の物理的パラメータにどのような制限を課すか？
• RQ5 観測時刻における検出されなかった超新星や宿主銀河の明るさの上限は何か？

主な発見

• 発生後8日目から29日目にかけて、後光はR=24.2から約26.4に低下し、べき乗則の減衰と整合的であった。
• スペクトルフラックス分布および後光曲線は、相対論的ジェットからのシンクロトロン放射によって最もよく説明される。
• データに基づき、最大明るさがR>27.4の超新星は3σ信頼水準で除外できない。
• R>27.6の宿主銀河についても同様に3σ信頼水準で除外できないため、やや明るい背景放射の可能性が残る。
• 5σの検出閾値R=26.1を用いて、6''以内に銀河は検出されず、周囲に明るい宿主銀河は存在しないことが示された。
• 12''南東に位置する非常に青く拡張した天体はスターバースト銀河の可能性があるが、赤方偏移は不明であり、バーストとの関連性は不明である。