[论文解读] ISO observations of the environment of the soft gamma-ray repeater SGR 1806-20

Y. Fuchs, F. Mirabel+4 more|arXiv (Cornell University)|Oct 13, 1999

Astronomical Observations and Instrumentation参考文献 1被引用 7

一句话总结

本研究利用ISO红外观测研究软伽马射线重复暴SGR 1806-20的环境，发现其与一个致密尘埃云团及一群大质量恒星相关，其中包括一颗亮蓝变星（LBV），表明该区域为年轻的恒星形成区。在伽马射线暴期间未检测到增强的中红外发射，表明SGR不太可能与这些明亮恒星构成束缚双星系统。

ABSTRACT

Observations at near and mid-infrared wavelengths (1-18 micron) of SGR 1806-20 suggest that it is associated with a cluster of giant massive stars which are enshrouded in a dense cloud of dust. The centre of the best sky position of the gamma-ray source (Hurley et al. 1999) lies on top of the dust cloud at only 7 arcsec (~0.5 pc at a distance of 14.5 kpc) from the star cluster, and 12 arcsec (~0.85 pc) from a Luminous Blue Variable Star (LBV) which had been proposed to be associated with the SGR (Kulkarni et al. 1995). The bright cloud of interstellar gas and dust observed with ISO (Infrared Space Observatory) is probably the birth site of the cluster of massive stars, the LBV star, and the progenitor of the soft gamma-ray repeater pulsar. The presence of such a young star formation region is compatible with the current interpretation of soft gamma-ray repeaters as young neutron stars. The SGR 1806-20 compact source is unlikely to form a bound binary system with any of the infrared luminous massive stars, since no flux variations in the near-infrared were detected from the latter in an interval of 4 years.The ISO observations were made over two epochs, 11 days before and 2 hours after a soft gamma-ray burst detected with the Interplanetary Network, and they show no enhanced mid-infrared emission associated to the high energy activity of the SGR.

研究动机与目标

• 通过红外环境研究确定SGR 1806-20是否与大质量恒星及恒星形成区相关。
• 通过近红外监测评估SGR是否与明亮大质量恒星构成双星系统。
• 搜索与软伽马射线暴活动相关的中红外变异性。
• 利用多 epoch ISO 观测约束SGR脉冲星的前身体环境。

提出的方法

• 利用红外空间望远镜（ISO）在两个观测 epoch 内进行近红外与中红外观测（1–18 μm）。
• 将源位置与已知的恒星团及亮蓝变星（LBV）位置进行比较，以评估空间重合性。
• 分析近红外波段的流量变化，以排除明亮大质量恒星中存在双星伴星的可能性。
• 测量软伽马射线暴发生前后中红外发射水平，以检测潜在的爆发活动。
• 利用距离估计值（14.5 kpc）将角距离转换为物理尺度（例如，7 arcsec ≈ 0.5 pc）。
• 评估尘埃云团作为大质量恒星及SGR前身体潜在诞生场所的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 SGR 1806-20 是否在空间上与大质量恒星团及致密星际尘埃云团相关？
• RQ2 SGR 在软伽马射线暴期间是否表现出中红外发射增强？
• RQ3 SGR 是否可能与该区域内的某颗明亮大质量恒星构成束缚双星系统？
• RQ4 所观测到的尘埃云团是否为大质量恒星及SGR前身体的诞生场所？

主要发现

• SGR 1806-20 的位置距离致密尘埃云团仅 7 arcsec（≈0.5 pc），距离亮蓝变星（LBV）为 12 arcsec（≈0.85 pc）。
• 尘埃云团与大质量恒星团很可能是 SGR 前身体的诞生场所，支持 SGR 起源于年轻中子星的观点。
• 在 4 天的时间间隔内，未在明亮大质量恒星的近红外波段检测到流量变化，排除了束缚双星系统的可能性。
• 在软伽马射线暴发生期间或之后，未观测到中红外发射增强，表明与周围物质无显著相互作用。
• 该环境与年轻恒星形成区一致，与 SGR 为年轻中子星的解释相符。
• SGR 与尘埃云团及大质量恒星的空间重合性支持其起源于近期一次恒星形成事件。