[论文解读] Radio transient following FRB 150418: afterglow or coincident AGN flare?

Ye Li, Bing Zhang|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2016

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 8

一句话总结

本研究通过统计方法评估，FRB 150418之后的射电暂现源更可能是该快速射电暴的真实余晖，而非无关的活动星系核耀发。利用VLA巡天数据，研究发现该暂现源与FRB随机对齐的概率极低（<10⁻⁴.⁹），强烈支持其为余晖而非偶然的AGN耀发。

ABSTRACT

Recently, Keane et al. reported the discovery of a fading radio transient following FRB 150418, and interpreted it as the afterglow of the FRB. Williams \&amp; Berger, on the other hand, suggested that the radio transient is analogous to a group of variable radio sources, so that it could be a coincident AGN flare in the observational beam of the FRB. A new observation with VLA showed a re-brightening, which is consistent with the AGN picture. Here, using the radio survey data of Ofek et al., we statistically examine the chance coincidence probability to produce an event like the FRB 150418 transient. We find that the probabilities to produce a variable radio transient with at least the same variability amplitude and signal-to-noise ratio as the FRB 150415 transient, without and with the VLA point, are $P_1 \sim 6 imes 10^{-4}$ and $P_1 \sim 2 imes 10^{-3}$, respectively. In addition, the chance probability to have a fading transient detected following a random time (FRB time) is less than $P_2 \sim 10^{-2.9\pm 1.3}$. Putting these together and assuming that the number of radio sources within one Parkes beam is 16, the final chance coincidence of having an FRB 150418-like radio transient to be unrelated to the FRB is $&lt; 10^{-4.9\pm1.3}$ and $&lt; 10^{-4.4\pm1.3}$, respectively, without and with the VLA point. We conclude that the radio transient following FRB 150418 has a low probability being an unrelated AGN flare, and the possibility of being the afterglow of FRB 150418 is not ruled out.

研究动机与目标

• 评估FRB 150418之后的射电暂现源与变星活动星系核耀发偶然对齐的可能性。
• 量化观测到具有与报告的余晖候选体相同通量变化幅度和信噪比的暂现源的概率。
• 利用档案VLA数据，评估该暂现源的光变曲线更符合FRB余晖还是随机AGN耀发。
• 将观测到的暂现源与已知的短伽马射线暴射电余晖进行比较，评估其偶然对齐概率的相似性。

提出的方法

• 使用Ofek等人（2011年）的5 GHz VLA巡天数据，其中包含464个源，每个源有14至16次观测。
• 对每个源模拟1000组随机观测集，生成模拟光变曲线，计算相对于平均通量的标准差（STD/⟨f⟩）和中位数信噪比（S/N）。
• 将观测到的暂现源特性（STD/⟨f⟩ = 0.54，S/N = 5.4）与模拟分布进行比较，以确定此类变异性由偶然导致的概率。
• 纳入VLA重新明亮化的观测结果（0.157 ± 0.006 mJy/beam）以优化概率估计。
• 计算空间、通量和时间上的联合偶然对齐概率，考虑每个Parkes波束内有16个射电源。
• 评估该暂现源与短伽马射线暴余晖光变曲线的一致性，以判断类似偶然对齐是否可能解释其他暂现源。

实验结果

研究问题

• RQ1 一个随机变射电源，其通量变异性与S/N与FRB 150418暂现源相当，其在Parkes波束内出现的概率是多少？
• RQ2 纳入VLA重新明亮化观测后，偶然对齐概率如何变化？
• RQ3 在统计约束下，观测到的暂现源更符合FRB余晖还是偶然的AGN耀发？
• RQ4 该暂现源光变曲线因偶然对齐而被误认为短伽马射线暴余晖的可能性有多大？
• RQ5 宿主星系的宁静射电发射是否可能源于低光度AGN？这如何影响解释？

主要发现

• 一个随机变射电源，其变异性幅度和S/N至少与FRB 150418暂现源相当的偶然对齐概率为P₁ ≈ 6 × 10⁻⁴，不考虑VLA点。
• 纳入VLA重新明亮化点后，偶然对齐概率略微上升至P₁ ≈ 2 × 10⁻³。
• 在随机FRB发生后2小时之内检测到衰减暂现源的概率小于P₂ ≈ 10⁻².⁹⁺¹.³，表明时间对齐的可能性较低。
• 在不考虑VLA点的情况下，该暂现源与FRB 150418无关的联合空间、通量和时间偶然对齐概率<10⁻⁴.⁹⁺¹.³；考虑VLA点后，该概率为<10⁻⁴.⁴⁺¹.³。
• 该暂现源的特性与短伽马射线暴射电余晖并不矛盾，表明其偶然对齐风险相似。
• 总体偶然对齐概率极低，支持该暂现源为FRB 150418的本征余晖，而非偶然的AGN耀发。