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ガンマ線バースト (GRBs)

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ガンマ線バースト (GRBs). 発見 1967年7月2日. 硬 X 線からガンマ線領域 で明るい (50-300 keV) スパイク状 の光度曲線  継続時間の長い / 短い GRB. GRB020813. GRB030329. Counts / s. GRB020531. Seconds since trigger. ガンマ線バースト は X 線も出す. Vela (1970-1979). GRB720427 - Apollo 16 and Vela 6A - X 線領域で同様の時間変動. 10. Apollo 16 (1972).

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Presentation Transcript
slide1
ガンマ線バースト (GRBs)
  • 発見 1967年7月2日
  • 硬X線からガンマ線領域で明るい (50-300 keV)
  • スパイク状の光度曲線 
  • 継続時間の長い / 短い GRB

GRB020813

GRB030329

Counts / s

GRB020531

Seconds since trigger

slide2
ガンマ線バースト はX線も出す

Vela (1970-1979)

GRB720427

- Apollo 16 and Vela 6A

- X線領域で同様の時間変動

10

Apollo 16 (1972)

E-1.36

10-1

2.8-7.9 keV

6s

Photon cm-2 s-1 keV-1

break

E-2.63

10-3

67-5100 keV

10-5

10

100

1000

Energy (keV)

slide3
1990年代のガンマ線バースト観測

Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO)

Burst And Transient Source Experiment

(BATSE)

BeppoSAX

(WFC / GRBM / NFI)

Long-short の分布図

Z の分布図

(http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/

sax/gallery/inst.html)

(http://cossc.gsfc.nasa.gov/images

/epo/gallery/cgro/index.html)

BeppoSAX

BATSE

  • 等方的な全天分布
  • 暗いGRB の数が少ない
  • 残光の発見
  • GRBの赤方偏移, z ~ 1
slide4
GRB の全天分布

(http://cossc.gsfc.nasa.gov/batse/index.html)

click

batse pvo logn lopp
BATSE-PVO logN-lopP

(PVO: Pioneer Venus Orbiter, 1978-1992, 100 keV – 2 MeV, CsI scintillator)

P-0.8 (z max = 1~2)

log N yr -1

P-1.5 (z max = 0.2~0.3)

(Fenimore et al. 1993, Mao and Paczynski 1992)

click

grb970228

Optical (V band)

21 hours after the trigger

~ 9 days after the trigger

(van Paradijs et al. 1997)

GRB970228

この時歴史が動いた1

X-ray

8 hours after the trigger

~ 3 days after the trigger

http://bepposax.gsfc.nasa.gov/bepposax/first/grb970228.html

click

grb 1 grb030329 sn2003dh
GRB と 超新星爆発の関連 (1)GRB030329 / SN2003dh

WXM: 2-25 keV

FREGATE: 7-400 keV

7-30 keV

grb 2 grb030329 sn2003dh
GRB と 超新星爆発の関連 (2)GRB030329 / SN2003dh

この時歴史が動いた2

世界最速で残光発見 (理研 屋上望遠鏡)

残光から Ic 型超新星のスペクトル

24時間後

発生直後

(Torii et al. 2003)

東工大屋上望遠鏡

5時間後

2日後

67分後

(Sato et al. 2003)

standard energy frail
“Standard energy” Frail の関係

q ~ G –1 ~ qjet

t -1

flux

t -2

time

(Bloom et al. 2003)

(Frail et al. 2001)

Eg = (1.33 ±0.07) x 1051 erg

click

high energy transient explorer 2 hete 2
High Energy Transient Explorer-2 (HETE-2)

Soft X-ray Camera

(SXC)

MIT (USA)

Attitude control optical camera

MIT (USA)

French Gamma-ray Telescope (FREGATE)

CESR (France)

Wide-field X-ray Monitor (WXM)

理研 (日本)/

LANL (USA)

Satellite system

MIT (USA)

重量 124 kg

大きさ  89 cm (高さ) x 66 cm (幅)

軌道 高度 625 km, 赤道軌道

姿勢   反太陽方向

打ち上げ 2000年10月9日

hete 2
HETE-2 の特徴
  • 地上観測者への GRB 発生位置の速報
  • 広いエネルギー範囲 (2-400 keV) でのGRB 本体のスペクトルスコピー

Wide-field X-ray Monitor (WXM)

French Gamma-ray Telescope (FREGATE)

43 cm

21 cm

21 cm

18.7cm

19 cm

12 cm

WXM (2-25 keV) + FREGATE (7-400 keV)

38 cm

hete 21
HETE-2 の特徴
  • 地上観測者への GRB 発生位置の速報
  • 広いエネルギー範囲 (2-400 keV) でのGRB 本体のスペクトルスコピー

15 副地上局

3 主地上局

grb020903
GRB020903

バースト発生時間:

2002年 9月3日 10:05:38

バーストの特徴:

・継続時間 (2-10 keV): 4.9 秒 (T50),9.8 秒(T90)

・ X-ray / g –ray fluence 比:

S(2-30 keV) / S(30-400 keV) = 5.6

・Peak flux (1s, 2-10 keV): (2.2 ±0.8) ph cm-2 s-1

・Total fluence (2-10 keV): (5.9 ±1.4) x 10-8 erg cm-2

Afterglow:

・可視光天体(OT) (Palomar 200-inch, Soderberg et al.)

・母銀河の赤方偏移 z = 0.25±0.01

(Soderberg et al., Chornock & Filippenko)

・OT の位置に電波天体 (VLA, Berger et al.)

・母銀河は不規則銀河(HST, Levan et al.)

grb0209031

OT

WXM

SXC

GRB020903

バースト発生時間:

2002年 9月3日 10:05:38

バーストの特徴:

・継続時間 (2-10 keV): 4.9 秒 (T50),9.8 秒(T90)

・ X-ray / g –ray fluence 比:

S(2-30 keV) / S(30-400 keV) = 5.6

・Peak flux (1s, 2-10 keV): (2.2 ±0.8) ph cm-2 s-1

・Total fluence (2-10 keV): (5.9 ±1.4) x 10-8 erg cm-2

Afterglow:

・可視光天体(OT) (Palomar 200-inch, Soderberg et al.)

・母銀河の赤方偏移 z = 0.25±0.01

(Soderberg et al., Chornock & Filippenko)

・OT の位置に電波天体 (VLA, Berger et al.)

・母銀河は不規則銀河(HST, Levan et al.)