[论文解读] 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 10

一句话总结

本研究利用俄罗斯科学院天文台（SAO RAS）的1米和6米望远镜，对GRB970508的光学余晖进行了1997年5月至8月的BVRcIc测光观测。该源在所有波段均表现出初始快速衰减，遵循指数衰减规律，幂律指数为-1.1，随后衰减速率减缓。Rc波段的光变曲线在86天内可由单一幂律指数-1.171良好描述，表明在观测期间光学波段的衰减行为具有一致性。

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).

研究动机与目标

• 在伽马射线暴之后，监测GRB970508在BVRcIc测光波段中的光学余晖。
• 确定爆发后前86天内，光学流量在多个波段中的时间衰减规律。
• 通过分析衰减阶段的宽波段色指数行为，评估余晖的光谱演化。
• 检验衰减是否能被单一幂律模型在所有观测波段中描述。
• 研究早期和晚期衰减阶段光谱指数的稳定性。

提出的方法

• 使用标准Johnson-Kron-Cousins BVRcIc滤光片系统，在SAO RAS的1米和6米望远镜上进行测光观测。
• 从1997年5月9日至8月4日期间，每晚测量光学源的亮度，覆盖爆发后86天。
• 通过标准星进行星等测量校准，以确保所有波段的测光精度。
• 对流量的时间衰减进行幂律模型拟合，以确定各波段的衰减速率指数。
• 通过色指数测量（如Rc - Ic、B - V）推导光谱指数，以评估宽波段光谱随时间的变化。
• 在光变曲线的初始阶段和后期阶段，比较指数衰减与幂律衰减模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 GRB970508的光学余晖在BVRcIc波段中的时间衰减行为如何？
• RQ2 在初始衰减阶段，余晖的宽波段光谱是否保持恒定？
• RQ3 整个光变曲线是否能由单一幂律衰减模型描述？
• RQ4 衰减速率如何随时间演变，特别是在第31天之后？
• RQ5 在早期和晚期衰减阶段，余晖的光谱指数是多少？

主要发现

• 光学源在5月9.75 UT时Rc = 21.19，至5月10.77 UT时上升至Rc = 19.70，表明在衰减前存在快速上升。
• 在爆发后第3至第6晚，所有BVRcIc波段的流量衰减遵循指数规律，光谱指数约为-1.1。
• 在此期间，宽波段光谱几乎保持不变，与指数为-1.1的幂律光谱一致。
• 初始快速衰减后，衰减速率减缓，尤其在Ic波段，星等从第36天至第86天稳定在约23.1。
• Rc波段的光变曲线在整个86天观测期内可由单一幂律衰减模型良好描述，指数为-1.171。
• 在其他波段中，第31天后衰减速率显著减缓，表明可能存在光谱软化或随时间变化的辐射机制。