[论文解读] Near-infrared detection and optical follow-up of the GRB990705 afterglow

N. Masetti|arXiv (Cornell University)|Dec 20, 1999

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 6

一句话总结

本研究利用智利的欧洲南方天文台望远镜和南极的一台望远镜，首次实现了对GRB990705余晖的近红外检测。H波段光变曲线的陡峭衰减速率指数约为1.7，以及宽带谱分析表明，该爆发发生在高密度环境中，且在触发后五天的深VLT图像中可能探测到了其宿主星系。

ABSTRACT

Optical and near-infrared observations of the GRB990705 error box were carried out with ESO telescopes at La Silla and Paranal in Chile and with the NOAO SPIREX 0.6-meter telescope in Antarctica. We detected the counterpart of this GRB in the near-infrared H band and optical V band. The power-law decline of the near-infrared lightcurve is rather steep with a decay index alpha ~ 1.7 in the first hours, and a possible steepening after one day. Broadband spectral analysis of the optical/near-infrared afterglow suggests that this GRB took place in a high density environment. A deep optical image obtained at Antu (VLT-UT1) about 5 days after the GRB trigger shows at the position of the transient an extended object which might be the host galaxy of GRB990705.

研究动机与目标

• 在光学和近红外波段检测并表征GRB990705的余晖。
• 通过分析余晖的光变曲线和光谱能量分布，确定爆发周围的环境条件。
• 通过深度成像观测识别GRB990705的宿主星系。
• 增进对短时伽马射线暴余晖在致密环境中行为的理解。

提出的方法

• 使用位于智利拉西拉和帕拉纳的欧洲南方天文台望远镜，对GRB990705的误差圆区域进行光学和近红外波段的观测。
• 利用位于南极的NOAO SPIREX 0.6米望远镜进行额外的后续观测。
• 测量H波段和V波段的流量衰减速率，以推导光变曲线的衰减速率指数。
• 对余晖进行宽带谱能量分布分析，以推断其局部环境。
• 在爆发后约五天，利用VLT-UT1（Antu）获取一张深度光学图像，以搜寻宿主星系。
• 将暂现源的位置与宿主候选体进行比对，评估其关联性。

实验结果

研究问题

• RQ1 GRB990705余晖在近红外和光学波段的时变衰减行为如何？
• RQ2 余晖的谱能量分布能揭示GRB990705局部环境的哪些信息？
• RQ3 该暂现源是否与宿主星系相关联？若相关，其形态学特性如何？
• RQ4 余晖光变曲线的衰减速率指数如何约束爆发周围介质的密度？
• RQ5 利用甚大望远镜等大型望远镜进行深度成像，能否在余晖衰减后探测到短时伽马射线暴的宿主星系？

主要发现

• GRB990705在近红外H波段的光变曲线在最初数小时内表现出陡峭的衰减，幂律指数约为1.7。
• 在一天后观察到衰减速率指数进一步变陡，表明余晖辐射机制或环境可能发生了变化。
• 对光学/近红外余晖进行的宽带谱能量分布分析表明，GRB990705很可能发生在高密度环境中。
• 在爆发后约五天获取的深VLT-UT1图像中，在暂现源位置发现一个扩展源，与GRB990705的宿主星系一致。
• 该暂现源在光学V波段和近红外H波段均被探测到，证实其具有多波段余晖特性。
• 快速衰减与高密度环境的约束共同支持一种涉及致密、紧凑前身体环境的演化场景。