[論文レビュー] BVRcIc photometry of GRB970508 optical remnant: May-August, 1997

В. В. Соколов, А. И. Копылов+4 more|arXiv (Cornell University)|Feb 26, 1998

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 10

ひとこと要約

本研究では、1997年5月から8月にかけて、ロシア科学院アカデミー天文台（SAO RAS）の1メートルおよび6メートル望遠鏡を用いて、GRB970508の光学的後光のBVRcIcバンド光度測定を実施した。源は、全バンドで指数関数的減衰を示し、指数法則の指数が-1.1の後、徐々に遅くなる減衰を示した。Rcバンドの光度曲線は、86日間にわたり単一のべき乗則指数-1.171でよく記述されており、観測期間中における光学スペクトル全体での一貫性ある減衰行動を示している。

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).

研究の動機と目的

• ガンマ線バーストの直後、BVRcIc光度測定バンドでGRB970508の光学的後光をモニタリングすること。
• バースト後最初の86日間にわたり、複数のバンドにおける光学フラックスの時間的減衰則を特定すること。
• 減衰段階中の全バンド色の挙動を分析することで、後光のスペクトル的進化を評価すること。
• 全観測バンドで単一のべき乗則モデルで減衰が記述可能かどうかを検証すること。
• 初期減衰段階と後期減衰段階におけるスペクトル指数の安定性を調査すること。

提案手法

• 標準のジョンソン＝クローン＝カウジンスBVRcIcフィルターシステムを用いて、SAO RASの1メートルおよび6メートル望遠鏡で光度測定を実施した。
• 1997年5月9日から8月4日まで、毎晩、バースト後86日間をカバーするように、光学源の明るさを測定した。
• 全バンドにおける光度測定の正確性を確保するため、標準星を用いてマグニチュード測定をキャリブレーションした。
• 各バンドにおけるフラックスの時間的減衰をべき乗則モデルにフィットさせ、減衰指数を決定した。
• 色測定（例：Rc - Ic、B - V）からスペクトル指数を導出し、時間経過に伴う全バンドスペクトルの変化を評価した。
• 初期段階および後期段階の光度曲線において、指数関数的モデルとべき乗則モデルを比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GRB970508の光学的後光は、BVRcIcバンドでどのように時間的に減衰するか？
• RQ2 初期減衰段階中に、後光の全バンドスペクトルは一定のままであるか？
• RQ3 全光度曲線は単一のべき乗則的減衰モデルで記述可能か？
• RQ4 特に31日目以降に、減衰率はどのように変化するか？
• RQ5 初期減衰段階および後期減衰段階における後光のスペクトル指数は何か？

主な発見

• 1997年5月9.75UTにはRc = 21.19であった光学源が、5月10.77UTにはRc = 19.70に明るみ、急激な増光後に減衰を示した。
• バースト後3日目から6日目にかけて、全BVRcIcバンドで指数関数的減衰を示し、スペクトル指数は約-1.1であった。
• この期間中、全バンドスペクトルはほぼ一定であり、指数-1.1のべき乗則スペクトルと整合的であった。
• 初期の急激な減衰の後、減衰率は低下し、特にIcバンドでは、36日目から86日目まで、明るさが約23.1に安定した。
• Rcバンドの光度曲線は、全86日間の観測期間を通じて、単一のべき乗則減衰（指数-1.171）でよく記述された。
• 他のバンドでは、31日目以降に減衰が著しく遅くなったため、時間経過に伴いスペクトルがソフト化するか、放射メカニズムが変化した可能性がある。