ガンマ線バースト 偏光検出器 – GAP – の開発 ( GA mma-ray burst P olarimeter : GAP )
ガンマ線バーストで z ~ 20 の宇宙を探る
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ガンマ線バーストでz ~ 20 の宇宙を探る
河合誠之 ( 理研 )
• ガンマ線バースト:宇宙で最も明るい光源– 現在すでに z>10 が見え始めている
• 早期型星の終末に関連– 発生頻度は星生成率を反映
• 次のステップ– 赤外大望遠鏡による同時フラッシュと残光の
分光
三原建弘、河合誠之 ( 理研 )
2
GRB970228 X 線残光の発見
• BeppoSAX による X 線残光の発見• KECK, HST などによる可視光天体の発見
0.3 日後 3.5 日後
ASCA
SAX/WFC
SAX/MECS
ROSAT/HRI
F ∝ t-1.3
X 線光度曲線
→ Fire Ball Model
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線バーストのコスモロジカルモデル
NS - NS (or black hole)
Merger
High velocity: outside host galaxy
Density too low for fireball?
Collapsar
( 大質量星の重力崩壊 )In the host galaxy, likely in the
star forming region
May be obscured in visible band
due to dense matter
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GRB970508: first redshift
• Absorption line– z > 0.835
• Host galaxy– z = 0.835
• 可視光トランジェントの吸収線と母銀河の輝線の z が一致
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GRB971214 z~3.4 最遠
HST image
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GRB990123 Optical Flash! Up to 9 mag
UTC exposure m_v
9:47:18.3 5 s. 11.829:47:43.5 5 s. 8.959:47:08.8 5 s. 10.089:51:37.5 75 s. 13.229:54:22.8 75 s. 14.009:57:08.1 75 s. 14.53
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ROTSERobotic Optical Transient Search Experiment
OPTICSCanon 200 mm focal length, f/1.8, telephoto lenses in FD mounts
IMAGERApogee Instruments AP-10 CCD cameras with Thomson 2048 x 2048 14 m imagers.Estimated readout noise: 25 e- at 1.0 Megapixels/s.
University of Michigan. Los Alamos National LaboratoryLawrence Livermore National Laboratory
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z ~ 1.6Kulkarni et al.
GRB990123 optical transient
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Host galaxy of GRB990123
8 February 1999 23 March 1999
Small irregular galaxies (like LMC)Blue: large star formation rate per mass
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実線:光度一定の場合 破線: Luminosity Function を仮定した場合
Distance of -ray bursts
• BATSE はすでに z>10 のバーストを観測していた !
102 30 z
Star forming rate を仮定したモデル
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-ray Burst andStar Forming Rate
• Small irregular galaxies• Blue: large star formation rate • Distribution consistent with
– star forming rate– constant co-moving volume
• → GRB は星生成率の指標
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HETE (High Energy Transient Explorer)
January 2000: Launch from Kwajalein(South Pacific)
機上で位置決め1 分角の精度で10s 以内に通報
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Swift scheduled in 2003
Rapid response satellite
20 - 70 sec to slew within FOV of BAT
autonomous operations factor 100 improved response time continue monitoring of fading afterglow
Multi-wavelength observatory
Burst Alert Telescope (BAT): 10-150 keV
detect ~ 300 gamma ray bursts per year
onboard computation of positions
arc-minute positional accuracy
Dedicated telescopes for X-rays, UV, and opticalafterglow follow up:
0.3-10 keV X-ray Telescope (XRT)
170-650 nm UV/Optical Telescope (UVOT)
0.3-2.5 arc-second locations
existing hardware from JET-X and XMM
determine redshifts from X-ray absorption,lines, and Lyman- cutoff
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Z ~ 20 の宇宙を見るには
• 線、 X 線のアラート体制は整った(整う)
• z を決めるのには可視光(赤外)が有効
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Z ~ 20 の宇宙を見るには
• 赤外フラッシュ、残光を明るいうちに捕まえる– 即応性。できる限り早く( 1 分以内?)
に観測を開始する– 分光が重要。空間分解能は現状程度でよい– 赤方偏移した 吸収線や Ly α → 高山、宇宙– 大口径は必要– 母銀河はたぶん無理
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