[论文解读] Very fast optical flaring from a possible new Galactic magnetar

A. Ştefănescu, G. Kanbach+4 more|ArXiv.org|Sep 23, 2008

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 10被引用 28

一句话总结

本文报告了对可能的新银河磁星 SWIFT J195509.6+261406 的首次观测，其在亚秒 timescales 内出现光学耀发。通过快速测光，作者检测到极其明亮、快速的光学变异性，其特征与已知磁星的高能光曲线相似，表明尽管该天体此前未报告光学活动，但其辐射机制可能类似。

ABSTRACT

Highly luminous rapid flares are characteristic of processes around compact objects like white dwarfs, neutron stars or black holes. In the high energy regime of X- and gamma-rays, outbursts with variability time-scales of seconds and faster are routinely observed, e.g. in gamma-ray bursts or Soft Gamma Repeaters. In the optical, flaring activity on such time-scales has never been observed outside the prompt phase of GRBs. This is mostly due to the fact that outbursts with strong, fast flaring usually are discovered in the high-energy regime. Most optical follow-up observations of such transients employ instruments with integration times exceeding tens of seconds, which are therefore unable to resolve fast variability. Here we show the observation of extremely bright and rapid optical flaring in the galactic transient SWIFT J195509.6+261406. Flaring of this kind has never previously been reported. Our optical light-curves are phenomenologically similar to high energy light-curves of Soft Gamma Repeaters and Anomalous X-ray Pulsars, which are thought to be neutron stars with extremely high magnetic fields (magnetars). This suggests similar emission processes may be at work, but in contrast to the other known magnetars with strong emission in the optical.

研究动机与目标

• 调查由 Swift 识别为可能的新银河磁星的暂现源 SWIFT J195509.6+261406 的性质。
• 确定在磁星类天体中是否存在此前仅在伽马射线暴喷发阶段观测到的快速光学变异性。
• 探讨是否相同的辐射过程驱动磁星在高能与光学波段的耀发。
• 评估光学耀发对理解高度磁化中子星辐射机制的重要性。

提出的方法

• 使用积分时间低于一秒的仪器进行快速光学测光，以解析快速变异性。
• 分析光学暂现源 SWIFT J195509.6+261406 的光曲线，以检测并表征耀发事件。
• 将观测到的光学光曲线与已知软伽马重复暴和异常X射线脉冲星的高能光曲线进行比较。
• 利用光曲线形态的拟合相似性，推断跨能量波段的共同物理解释。
• 基于 Swift 观测结果评估源的X射线与伽马射线特性，以支持其作为磁星候选体的分类。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否从银河磁星候选体中检测到亚秒 timescales 的快速光学耀发？
• RQ2 SWIFT J195509.6+261406 的光学光曲线在形态上是否与已知磁星在高能波段的光曲线相似？
• RQ3 何种物理机制可能在磁星类天体中产生如此快速的光学变异性？
• RQ4 尽管此类快速光学耀发存在于高能暂现源中，为何此前未被观测到？
• RQ5 已知磁星中缺乏强光学辐射是否意味着存在不同的辐射机制或不同视线几何？

主要发现

• 本文报告了首次从银河磁星候选体中检测到小于一秒 timescales 的光学耀发。
• SWIFT J195509.6+261406 的光学光曲线在现象学上与软伽马重复暴和异常X射线脉冲星的高能光曲线相似。
• 观测到的耀发显著亮于其他磁星候选体中常见的光学变异性。
• 快速变异性表明辐射区域紧凑，与中子星起源一致。
• 此前未检测到此类快速光学耀发，归因于大多数光学后随观测仪器的时间分辨率有限。
• 研究结果表明，尽管在已知情况下磁星缺乏强光学辐射，但光学与高能波段的辐射可能由相同的物理过程驱动。