[논문 리뷰] BVR_cI_c light curves of GRB970508 optical remnant and colors of underlying host galaxy

S. V. Zharikov, В. В. Соколов외 1명|arXiv (Cornell University)|1998. 04. 28.

Gamma-ray bursts and supernovae인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 1997년 10월~12월 및 1998년 1월 동안 러시아 과학원 천문학 아카데미의 6m SAO RAS 천체망원경에서 확보한 자료와 다중 파장의 기록 자료를 이용하여 GRB970508의 광학 후광 및 주변 은하계의 기저 광학 방출을 BVRcIc 광도 곡선으로 제시한다. 광도 곡선은 스펙트럼 기울기 α ≈ −1.23인 거듭제곱 법칙 감쇠를 따르며, Ic = 24.13 ± 0.28, Rc = 25.55 ± 0.19, V = 25.80 ± 0.14, B = 26.68 ± 0.14로 측정된 약한 일정한 성분이 검출되어, 은하계가 성폭발 또는 성폭발 이후의 난방형 소형 은하계와 일치함을 시사한다.

ABSTRACT

Optical observations of the GRB 970508 optical remnant were continued with the 6-m telescope of SAO RAS in standard BVRcIc bands in Oct.-Dec.1997 and in Jan. 1998. The results of the photometry of GRB970508 remnant and of three nearby galaxies are presented. The BVRcIc light curves of the GRB970508 remnant may be described by a power law plus a constant F(t)=F_0(t-t_0)^α+C. In In parameters determination of the faint host galaxy we used the results of our BVRcIc photometry of May-August, 1997, the data of recent observations Keck-II and WHT telescopes and also the data of Rc and B bands photometry obtained by other authors based on our secondary standards. The level-off from the initial power-law decline seen in the first months after the burst observed in all bands. The effect is the most strong in Ic band. The best χ^2-fits for Fo, α, C parameters of the data in each of 4 bands point to the presence of a faint constant source with Ic=24.13\pm0.28, Rc = 25.55\pm0.19, V=25.80\pm 0.14, B=26.68\pm 0.14. The average αof light curve power law is -1.23\pm0.04. The optical remnant has the power law F_νν^βspectrum with spectral slope = -1.10\pm0.08 and does not change after optical curve maximum. BVRcIc spectrum together with an absolute magnitude of the constant component M_B_rest=-17.5\pm0.3 and the limit of the linear size of underlying host galaxy d<1.1 kpc, calculated for z=0.835,H_0=75km s^-1 Mpc^-1, q_0=0.5, correspond to a host galaxy, such as a starburst dwarf, red starburst dwarf, irregular dwarf, HII galaxy, or blue compact dwarf galaxy. All these types of dwarf galaxies show evidence of starburst or post starburst activity. Galaxy G2 has a spectrum similar to one of the host GRB galaxy and lies at the projected distance of ~20 kpc from GRB.

연구 동기 및 목표

• 폭발 이후 수개월에 걸쳐 GRB970508 후광의 BVRcIc 대역에서 광학 광도 곡선을 측정하기 위해.
• 감쇠하는 후광을 기저에 깔린 일정한 광학 방출을 가진 은하계와 분리하여 분석하기 위해.
• 다중 시점 및 다중 기기 자료를 이용하여 은하계의 광도적 특성과 스펙트럼 에너지 분포를 결정하기 위해.
• 절대 등급, 크기 및 색을 바탕으로 은하계의 성격을 제약하기 위해.
• 후광 광도 곡선에 일정한 플럭스 성분이 존재하는지 평가하여 은하계 오염 여부를 판단하기 위해.

제안 방법

• 특수 천문학 아카데미의 러시아 과학원 소속 6m 천체망원경을 이용하여 GRB970508 후광 및 인근 은하계의 광도 측정을 수행하였다.
• 1997년 10월~12월 및 1998년 1월 기간 동안 후광 및 세 개의 인근 은하계에 대해 표준 BVRcIc 대역 광도 측정을 수행하였다.
• 광도 곡선는 거듭제곱 법칙 감쇠에 더해 일정한 플럭스 성분을 포함하는 모델로 표현되었다: F(t) = F₀(t−t₀)^α + C.
• 각 필터 대역에 대해 χ² 최소화를 통해 최적의 피팅 파rameter(F₀, α, C)를 도출하였다.
• 적색이동 z = 0.835, H₀ = 75 km s⁻¹ Mpc⁻¹, q₀ = 0.5 및 선형 크기 상한 d < 1.1 kpc를 이용하여 은하계 특성을 유도하였다.
• 광도 측정 자료로부터 스펙트럼 에너지 분포 및 절대 등급을 계산하였으며, 알려진 소형 은하계 유형과 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 GRB970508의 광학 후광은 BVRcIc 대역에서 시간에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ2 후광 광도 곡선에 일정한 플럭스 성분이 존재하는가? 이는 은하계에 대해 어떤 의미를 갖는가?
• RQ3 GRB970508의 기저 은하계의 광도적 및 스펙트럼적 특성은 무엇인가?
• RQ4 관측된 은하계의 색과 등급은 알려진 성폭발 형성 소형 은하계 유형과 어떻게 비교되는가?
• RQ5 후광의 본질적 스펙트럼 기울기는 무엇이며, 최대 밝기 이후로 변화하는가?

주요 결과

• 후광 광도 곡선은 모든 BVRcIc 대역에서 스펙트럼 기울기 α = −1.23 ± 0.04인 거듭제곱 법칙 감쇠를 따르며.
• 약한 일정한 플럭스 성분이 Ic = 24.13 ± 0.28, Rc = 25.55 ± 0.19, V = 25.80 ± 0.14, B = 26.68 ± 0.14로 각 대역에서 측정되었다.
• 후광 스펙트럼은 거듭제곱 법칙 Fν ∝ ν^β를 따르며 스펙트럼 기울기 β = −1.10 ± 0.08이며, 최대 밝기 이후에 유의미한 변화는 관측되지 않았다.
• 은하계의 고유 B 대역 절대 등급은 M_B_rest = −17.5 ± 0.3으로, 성폭발 또는 성폭발 이후의 소형 은하계와 일치한다.
• 은하계의 투영 선형 크기 상한은 d < 1.1 kpc로, 밀도가 높고 성폭발 형성 체계임을 지지한다.
• 약 20 kpc의 투영 거리에 있는 근접 은하계(G2)는 GRB 은하계와 유사한 스펙트럼을 보이며, 관련성 또는 환경적 맥락을 시사한다.