[論文レビュー] Near-infrared detection and optical follow-up of the GRB990705 afterglow

N. Masetti|arXiv (Cornell University)|Dec 20, 1999

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、チリのESO望遠鏡と南極の望遠鏡を用いて、GRB990705の後光の初回赤外線検出を報告する。Hバンドにおける約1.7の急激な光度曲線減衰指数と、ブロードバンドスペクトル解析から、この爆発は高密度環境で発生した可能性が示され、トリガー後5日目に取得した深紫外画像で、おそらく母銀河が検出された。

ABSTRACT

Optical and near-infrared observations of the GRB990705 error box were carried out with ESO telescopes at La Silla and Paranal in Chile and with the NOAO SPIREX 0.6-meter telescope in Antarctica. We detected the counterpart of this GRB in the near-infrared H band and optical V band. The power-law decline of the near-infrared lightcurve is rather steep with a decay index alpha ~ 1.7 in the first hours, and a possible steepening after one day. Broadband spectral analysis of the optical/near-infrared afterglow suggests that this GRB took place in a high density environment. A deep optical image obtained at Antu (VLT-UT1) about 5 days after the GRB trigger shows at the position of the transient an extended object which might be the host galaxy of GRB990705.

研究の動機と目的

• GRB990705の後光を光学および近赤外波長で検出・特徴づけること。
• 後光の光度曲線およびスペクトルエネルギー分布の解析を通じて、爆発周辺の環境条件を特定すること。
• 深紫外画像観測により、GRB990705の母銀河を特定すること。
• 短期間のガンマ線バースト後光の挙動が高密度環境でどのように変化するかの理解を深めること。

提案手法

• チリのラ・シラおよびパラナルに設置されたESO望遠鏡を用いて、GRB990705の誤差領域における光学および近赤外観測を実施した。
• 追加のフォローアップ観測として、南極に設置されたNOAO SPIREX 0.6メートル望遠鏡を用いた。
• HバンドおよびVバンドにおける放射束の減衰を測定し、光度曲線の減衰指数を導出した。
• 後光のブロードバンドスペクトルエネルギー分布を解析し、周囲環境の性質を推定した。
• 爆発から約5日後にVLT-UT1（Antu）を用いて深紫外画像を取得し、母銀河の検出を試みた。
• 一時的天体の位置と母銀河候補の位置を比較し、関連性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GRB990705の後光は、近赤外および光学バンドでどのように時間的に減衰するか？
• RQ2 後光のスペクトルエネルギー分布は、GRB990705の周囲環境について何を明らかにするか？
• RQ3 一時的天体は母銀河と関連しているか？ もしそうであれば、その形態的性質は何か？
• RQ4 後光光度曲線の減衰指数は、周囲物質の密度をどのように制約するか？
• RQ5 VLTのような大型望遠鏡を用いた深紫外画像観測は、後光が消え去った後も短期間ガンマ線バーストの母銀河を検出可能か？

主な発見

• GRB990705の近赤外Hバンド光度曲線は、最初の数時間にわたって約1.7の指数を持つ急激な減衰を示した。
• 1日を過ぎたあたりで減衰指数がさらに急峻になる兆しが観測され、後光放射メカニズムまたは環境の変化を示唆した。
• 光学／近赤外後光のブロードバンドスペクトル解析から、GRB990705は高密度環境で発生した可能性が高いことが示された。
• 爆発から約5日後に取得した深紫外VLT-UT1画像には、一時的天体の位置に延長された天体が確認され、GRB990705の母銀河と整合的であった。
• 一時的天体は、光学Vバンドおよび近赤外Hバンドの両方で検出され、多波長後光の性質が確認された。
• 急速な減衰と高密度環境の制約の組み合わせから、コンactで密度の高い前身天体環境が関与している可能性が支持された。