[论文解读] BVR_cI_c light curves of GRB970508 optical remnant and colors of underlying host galaxy

S. V. Zharikov, В. В. Соколов+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 28, 1998

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 6

一句话总结

本研究利用1997年10月至1998年1月期间来自6米SAO RAS望远镜的数据以及多波段档案数据，对GRB970508的光学余晖和宿主星系的基底光学发射进行了BVRcIc测光光变曲线分析。光变曲线呈幂律衰减，谱指数α ≈ −1.23，同时检测到一个微弱的恒定分量，其星等为Ic = 24.13 ± 0.28，Rc = 25.55 ± 0.19，V = 25.80 ± 0.14，B = 26.68 ± 0.14，表明宿主星系与星暴或星暴后矮星系一致。

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.

研究动机与目标

• 测量GRB970508余晖在BVRcIc波段的光学光变曲线，时间跨度为爆发后数月。
• 将衰减的余晖与宿主星系恒定的光学发射分离开来。
• 利用多 epoch 和多仪器数据，确定宿主星系的测光特性与谱能分布。
• 基于其绝对星等、大小和颜色，约束宿主星系的性质。
• 评估余晖光变曲线中是否存在恒定通量分量，以判断宿主星系的污染情况。

提出的方法

• 使用俄罗斯科学院高加索特殊天体物理台的6米望远镜对GRB970508余晖及其附近星系进行测光观测。
• 在1997年10月至12月及1998年1月期间，对余晖及三颗附近星系进行了标准BVRcIc波段测光。
• 采用幂律衰减加恒定通量分量的模型拟合光变曲线：F(t) = F₀(t−t₀)^α + C。
• 通过卡方最小化法，为每个滤波器波段确定最佳拟合参数（F₀, α, C）。
• 利用红移z = 0.835，H₀ = 75 km s⁻¹ Mpc⁻¹，q₀ = 0.5，以及线性尺寸上限d < 1.1 kpc，推导宿主星系性质。
• 基于测光数据计算谱能分布与绝对星等，并与已知的矮星系类型进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 GRB970508的光学余晖在BVRcIc波段的时间演化特性如何？
• RQ2 余晖光变曲线中是否存在恒定通量分量？其对宿主星系有何含义？
• RQ3 GRB970508宿主星系的测光与谱特性是什么？
• RQ4 宿主星系的观测颜色与星等与已知的星形成矮星系类型相比如何？
• RQ5 余晖的本征谱斜率是多少？其在最大亮度后是否发生变化？

主要发现

• 余晖光变曲线在所有BVRcIc波段均呈现幂律衰减，谱指数α = −1.23 ± 0.04。
• 检测到微弱的恒定通量分量，其星等分别为：Ic = 24.13 ± 0.28，Rc = 25.55 ± 0.19，V = 25.80 ± 0.14，B = 26.68 ± 0.14（对应各波段）。
• 余晖谱与幂律Fν ∝ ν^β一致，谱斜率β = −1.10 ± 0.08，最大亮度后未观测到显著演化。
• 宿主星系在静止系B波段的绝对星等为M_B_rest = −17.5 ± 0.3，与星暴或星暴后矮星系一致。
• 宿主星系的投影线性尺寸上限为d < 1.1 kpc，支持其为紧凑的星暴星系。
• 一颗距离约20 kpc的邻近星系（G2）具有与GRB宿主相似的光谱，提示可能存在关联或环境联系。