[論文レビュー] Radio Monitoring and High Resolution Observations of the Soft Gamma Ray Repeater 1806-20. by Vasisht et al. Postscript file, 13 pages

Gautam Vasisht, D. A. Frail+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 1, 1994

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 1被引用数 15

ひとこと要約

本研究では、軟ガンマ線バースト源SGR 1806−20およびその周囲の超新星残光G 10.0−0.3の高分解能VLA電波観測とモニタリングを実施した。複数回のガンマ線バーストにもかかわらず、5か月間にわたり電波の変動は検出されず、中心核は標準的なパルサー風残光や降着二重星モデルとは整合しないコンパクトで片側性のある電波構造を示しており、既存のSGR形成理論に挑戦するものであり、粒子対光子放射率比βの上限が10⁶未満であると示された。

ABSTRACT

We report the results of radio flux-monitoring and high resolution observations at 3.6 cm with the VLA, of the central condensation in G10.0-0.3, the radio nebula surrounding the soft gamma ray repeater (SGR) 1806-20. The quiescent X-ray source AX1805.7-2025 is coincident with the radio core suggesting that G10.0-0.3 is a plerionic supernova remnant. The monitoring experiment was performed in 10 epochs spread over five months, starting just before the latest reactivation of SGR 1806-20 in gamma-rays. There is no apparent increase in the radio flux density from the central region of G10.0-0.3 on timescales of days to months following the gamma-ray bursts. At a resolution of 1 arcsec the peak region of G10.0-0.3 is seen to consist of a compact source with diffuse, one-sided emission, reminiscent of core-jet geometry seen in AGNs and some accreting Galactic binaries. By analogy with these latter sources, we argue that the SGR 1806-20 is coincident with the core component. If so, this is the first arcsecond localization of a high energy transient. The lack of radio variability and the low brightness temperature of the central component distinguish SGR 1806-20 from other accreting binaries. The structure of the high resolution radio image also does not particularly resemble that seen in the vicinity of young pulsars. Thus there is no compelling observational evidence for either of the two models discussed for SGRs, the pulsar model or the accreting binary model.

研究の動機と目的

• SGR 1806−20の最近のガンマ線活動が、関連する残光G 10.0−0.3で検出可能な電波フレアを引き起こすかどうかを特定すること。
• アーセコンド分解能でSGR 1806−20の電波対応体を局在化し、それがパルサーまたは降着二重星としての性質を検証すること。
• ガンマ線バーストが残光の放射を駆動するかどうかを、粒子対光子放射率比（β）を制約することで評価すること。
• 中心電波核の形態と、それが残光を駆動する物理的メカニズムに与える含意を調査すること。

提案手法

• 1993年のガンマ線再活性化の直前から5か月間にわたり、VLAのD配置を用いて10エポックにわたる3.6cm電波モニタリングを実施した。
• 1秒角分解能の高解像度画像を用いて、G 10.0−0.3内の中心電波核の局在化を実施した。
• AIPSソフトウェアを用いてキャリブレーションとデータ低減を実施し、全エポックを統合して1枚の深色画像を生成して分析に用いた。
• 標準的なシンクロtronモデル（Pacholczyk 1970）を適用し、残光領域内の最小エネルギー（E_min）と磁場エネルギーを推定した。
• 残光に対してスペクトル指数α ≈ −0.6を仮定し、エネルギー注入 timescale の代理として2秒角の特徴を用いた。
• バースト後に電波フレックスが増加しないものと仮定することで、粒子対光子放射率比βの上限を算出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SGR 1806−20のガンマ線活動は、関連する残光G 10.0−0.3で検出可能な電波フレアを引き起こすか？
• RQ2 G 10.0−0.3の中心電波核は、パルサー駆動型プラリオンまたは降着二重星系統と整合的か？
• RQ3 特に片側性発光を示す電波形態は、運動する中性子星によるバッシュ・ショックによって説明可能か？
• RQ4 電波変動の欠如に基づいて、粒子放射率対光子放射率比βの上限は何か？
• RQ5 大スケール（分程度）および小スケール（秒角程度）での東西非対称性は、長期間にわたる継続的エネルギー注入を示唆するか？

主な発見

• ガンマ線バーストの直後から数日から数か月のスケールで、G 10.0−0.3の中心領域における電波輝度密度の顕著な増加は検出されなかった。
• 中心電波核は1秒角分解能でコンパクトで片側性のある構造を示しており、AGNや降着二重星で見られるコア・ジェット形態に類似している。
• 中心成分は低い輝度温度を示し、変動も認められないため、一般的な降着二重星系とは明確に異なる。
• 東西非対称性は分程度および秒角程度の両スケールで観測され、長期間にわたる、おそらくは定常的なエネルギー注入プロセスを示唆している。
• 電波変動の欠如に基づき、距離に依存しないβ < 10⁶の粒子対光子放射率比の上限が導出された。
• 観測された形態は、パルサーの運動によるバッシュ・ショックとは整合せず、SGRのオフセット位置と非対称性の方向が一致しないことから、その説明は不適切である。