[论文解读] GRB 060614: an enigmatic long-duration gamma-ray burst not due to a hypernova

M. Della Valle, G. Chincarini+16 more|arXiv (Cornell University)|Aug 15, 2006

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 2

一句话总结

本文研究了GRB 060614，这是一个持续时间较长的伽马射线暴，但未探测到明显的超新星，挑战了长伽马射线暴源于大质量恒星核心塌缩的主流模型。深度光学观测显示，没有比M_V = -13.7更明亮的超新星，表明若存在相关超新星，其亮度至少比典型的伽马射线暴相关超新星暗100倍。这表明部分长伽马射线暴可能源于非超新星的机制。

ABSTRACT

Gamma-ray bursts (GRBs) are short, intense flashes of soft gamma-rays coming from the distant Universe. Long-duration GRBs (those lasting more than ~2 s) are believed to originate from the deaths of massive stars, mainly on the basis of a handful of solid associations between GRBs and supernovae. GRB 060614, one of the closest GRBs discovered, consisted of a 5-s hard spike followed by softer, brighter emission that lasted for ~100 s. Here we report deep optical observations of GRB 060614 showing no emerging supernova with absolute visual magnitude brighter than M_V = -13.7. Any supernova associated with GRB 060614 was therefore at least 100 times fainter, at optical wavelengths, than the other supernovae associated with GRBs. This demonstrates that some long-lasting GRBs can either be associated with a very faint supernova or produced by different phenomena.

研究动机与目标

• 检验长持续时间伽马射线暴（GRBs）由大质量恒星核心塌缩驱动的假设，该假设基于与超新星的关联。
• 确定GRB 060614——一个邻近的长持续时间伽马射线暴——是否与超新星相关，鉴于其异常特性。
• 评估无法探测到明显超新星是否意味着长伽马射线暴形成机制存在其他可能性。
• 建立与GRB 060614可能相关的超新星亮度的定量上限。

提出的方法

• 利用地面望远镜对GRB 060614宿主星系进行深度光学观测，以搜寻超新星特征。
• 测量任何瞬变发射的绝对视觉星等，以评估其相对于已知伽马射线暴相关超新星的亮度。
• 将观测到的光学流量与大质量恒星核心塌缩预期的超新星理论模型进行比较。
• 通过设定绝对星等的上限，建立任何相关超新星的暗淡程度下限。
• 利用无法探测到明显辐射的事实，推断不存在亮度高于M_V = -13.7的超新星。

实验结果

研究问题

• RQ1 GRB 060614是否如长持续时间伽马射线暴所预期的那样与超新星相关？
• RQ2 与典型伽马射线暴相关超新星相比，GRB 060614可能关联的超新星的亮度如何？
• RQ3 无法探测到明显超新星是否意味着GRB 060614并非源于大质量恒星核心塌缩的机制？
• RQ4 与GRB 060614可能相关的超新星亮度上限是多少？

主要发现

• 在GRB 060614宿主场的深度光学观测中未探测到超新星辐射。
• 任何相关超新星的绝对视觉星等被限制在M_V = -13.7以下。
• 这意味着，若产生了超新星，其在光学波段的亮度至少比典型伽马射线暴相关超新星暗100倍。
• 无法探测到明显超新星挑战了长伽马射线暴与大质量恒星核心塌缩关联的标准模型。
• 结果表明，部分长持续时间伽马射线暴可能源于不涉及超新星的其他机制。