[논문 리뷰] BVRcIc photometry of GRB970508 optical remnant: May-August, 1997

В. В. Соколов, А. И. Копылов외 4명|arXiv (Cornell University)|1998. 02. 26.

Gamma-ray bursts and supernovae인용 수 10

한 줄 요약

이 연구는 1997년 5월부터 8월까지 러시아 과학아카데미 산하 관측소(SAO RAS)의 1미터 및 6미터 망원경을 사용하여 GRB970508의 광학 후광에 대한 BVRcIc 광도 측정을 수행하였다. 이 소스는 모든 파장대에서 지수법칙에 따라 -1.1의 거듭제곱 지수 인덱스를 가진 빠른 초기 감쇠를 보였고, 이후 느린 감쇠로 이어졌으며, Rc 파장대의 광도곡선은 86일 동안 단일 거듭제곱 지수 인덱스 -1.171로 잘 기술되었으며, 관측 기간 동안 광학 스펙트럼 전역에서 일관된 감쇠 행동을 나타내었다.

ABSTRACT

We present the results of photometric observations of the variable optical source associated to the remnant of the gamma-ray burst GRB970508 performed at SAO RAS (Russia) from May to August 1997. The observations were carried out with the standard (Johnson-Kron-Cousins) photometric BVRcIc system using the 1-meter and 6-meter telescopes. The brightness of the optical source increased from Rc=21.19 (May 9.75 UT) to Rc=19.70 (May 10.77 UT), whereupon it was decaying in all the four BVRcIc bands during about one month after the burst. Between the 3rd and the 6th night after the GRB970508 event, the flux decrease of the optical source follows an exponential law in all the four bands. In that period the broad-band spectrum of the object does not change and can be approximately described by a power with index -1.1. The subsequent observations showed a reduction of the source brightness decrease rate in all bands. The source flux decay after the maximum in the Rc band is well described by a single power-law with index -1.171 for the whole set of observations during 86 days. In the other bands the decay seems to slow down from the 31th day onwards. In particular, in the Ic band the source magnitude is about 23.1 from the 36th day after the GRB to the end of the observations (August 4, 1997).

연구 동기 및 목표

• 감마선 폭발 이후 GRB970508의 광학 후광을 BVRcIc 광도 필터 대역에서 모니터링하기 위해.
• 폭발 후 첫 86일 동안 여러 대역에서 광학 흐름의 시간적 감쇠 법칙을 규명하기 위해.
• 감쇠 단계 동안 광범위한 색상 행동을 분석하여 후광의 스펙트럼 진화를 평가하기 위해.
• 모든 관측 대역에서 단일 거듭제곱 지수 모델로 감쇠를 기술할 수 있는지 테스트하기 위해.
• 초기 및 후기 감쇠 단계 동안 스펙트럼 지수의 안정성을 조사하기 위해.

제안 방법

• 표준 Johnson-Kron-Cousins BVRcIc 필터 시스템을 사용하여 SAO RAS의 1미터 및 6미터 망원경에서 광도 측정을 수행하였다.
• 폭발 후 86일 간인 1997년 5월 9일부터 8월 4일까지 매일 밤에 걸쳐 광학 소스의 밝기를 측정하였다.
• 모든 대역에서 광도 정확도를 확보하기 위해 표준 항성들을 사용하여 magnitude 측정을 校정하였다.
• 흐름의 시간적 감쇠를 거듭제곱 지수 모델로 피팅하여 각 대역에서 감쇠 지수를 결정하였다.
• 색상 측정값(예: Rc - Ic, B - V)에서 유도된 스펙트럼 지수를 사용하여 시간에 따른 광범위한 스펙트럼 변화를 평가하였다.
• 초기 및 후기 단계에서 지수 및 거듭제곱 감쇠 모델을 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 GRB970508의 광학 후광이 BVRcIc 대역에서 시간에 따라 어떻게 감쇠되는가?
• RQ2 초기 감쇠 단계 동안 후광의 광범위한 스펙트럼이 일정하게 유지되는가?
• RQ3 전체 광도곡선은 단일 거듭제곱 감쇠 모델로 기술될 수 있는가?
• RQ4 특히 제31일 이후로 감쇠 속도는 어떻게 변화하는가?
• RQ5 초기 및 후기 감쇠 단계에서 후광의 스펙트럼 지수는 무엇인가?

주요 결과

• 1997년 5월 9.75UT에 Rc = 21.19에서 시작하여 5월 10.77UT에 Rc = 19.70으로 밝아져, 감쇠 이전에 급격한 상승을 보였다.
• 폭발 후 3일차부터 6일차 사이에, 모든 BVRcIc 대역에서 약 -1.1의 스펙트럼 지수를 가진 지수 감쇠 법칙을 따르며 흐름 감쇠가 발생하였다.
• 이 기간 동안 광범위한 스펙트럼은 거의 일정했으며, 이는 지수 -1.1을 가진 거듭제곱 스펙트럼과 일치하였다.
• 초기 급격한 감쇠 이후 감쇠 속도가 둔화되었으며, 특히 Ic 대역에서 magnitude가 제36일부터 제86일까지 약 23.1로 안정화되었다.
• Rc 대역의 광도곡선은 전체 86일 관측 기간 동안 단일 거듭제곱 감쇠 모델로 지수 -1.171로 잘 기술되었다.
• 기타 대역에서는 제31일 이후 감쇠 속도가 크게 둔화되어, 시간이 지남에 따라 스펙트럼이 부드러워지거나 방출 메커니즘이 변화했을 가능성이 제기되었다.