Journal of Astronomy and Space Sciences

The Korean Space Science Society (한국우주과학회)
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GAMMA-RAY BURST FORMATION ENVIRONMENT: COMPARISON OF REDSHIFT DISTRIBUTIONS OF GRB AFTERGLOWS

감마선 폭발체의 생성 환경: 에너지 영역별 잔유휘광의 거리 분포 비교

  • Kim, Sung-Eun (Dept. of Astronomy and Atmospheric Sciences, Kyungpook National University) ;
  • Chang, Heon-Young (Dept. of Astronomy and Atmospheric Sciences, Kyungpook National University)
  • 김성은 (경북대학교 자연과학대학 천문대기과학과) ;
  • 장헌영 (경북대학교 자연과학대학 천문대기과학과)
  • Published : 2005.12.01
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Abstract

Since gamma-ray bursts(GRBs) have been first known to science societites in 1973, many scientists are involved in their studies. Observations of GRB afterglows provide us with much information on the environment in which the observed GRBs are born. Study of GRB afterglows deals with longer timescale emissions in lower energy bands (e.g., months or even up to years) than prompt emissions in gamma-rays. Not all the bursts accompany afterglows in whole ranges of waveleogths. It has been suggested as a reason for that, for instance, that radio and/or X-ray afterglows are not recorded mainly due to lower sensitivity of detectors, and optical afterglows due to extinctions in intergalactic media or self-extinctions within a host galaxy itself. Based on the idea that these facts may also provide information on the GRE environment, we analyze statistical properties of GRB afterglows. We first select samples of the redshift-known GRBs according to the wavelength of afterglow they accompanied. We then compare their distributious as a function of redshift, using statistical methods. As a results, we find that the distribution of the GRBs with X-ray afterglows is consistent with that of the GRBs with optical afterglows. We, therefore, conclude that the lower detection rate of optical afterglows is not due to extinctions in intergalactic media.

감마선 폭발체는 1973년 처음으로 알려진 후 현재까지 많은 과학자들에 의해 연구되고 있다. 짝은 지속 기간을 가진 감마선 폭발체에 비해 비교적 긴 시간 척도를 가진 잔유휘광의 분광 분석자료는 감마선 폭발체 생성 환경 연구에 중요한 정보를 제공한다. 그러나, 모든 감마선 폭발체에서 모든 영역의 잔유휘광이 관측되는 것은 아니다. 전파나 엑스선 영역의 잔유휘광 관측 불능은 검출기나 광대역 모니터의 한계로 인한 문제로 보고 있으며, 광학 잔유휘광 관측 불능은 광원내부 또는 소속 은하내의 먼지 그리고 성간 매질의 흡수에 의한 것으로 보고 있다. 우리는 이러한 잔유휘광이 관측되지 않은 경우에 대해 의문을 가지고, 광학 관측으로 거리가 정해진 감마선 폭발체의 거리에 따른 에너지 영역별 잔유휘광 개수 분포를 비교 분석해 보았다. 그 결과 우리는 엑스선 잔유휘광이 관측된 감마선 폭발체들이나 광학 잔유휘광이 관측된 감마선 폭발체들의 거리 분포가 같다는 것을 알 수 있었다. 이같은 결과로부터 우리는 광학 잔유휘광이 성간 물질에 의한 소광으로 관측되지 않을 수 있다는 이론은 타당치 못하다는 결론을 주장해 본다.

Keywords

References

  1. Bloom, J. S., Kulkarni, S. R., & Djorgovski, S. G. 2002, ApJ, 123, 1111 https://doi.org/10.1086/338893
  2. Costa, E., Frontera, F., Heise, J., Feroci, M., in 't Zand, J., Fiore, F., Cinti, M. N., Dal Fiume, D., Nicastro, L., Orlandini, M., Palazzi, E., Rapisarda, M., Zavattini, G., Jager, R., Parmar, A., Owens, A., Molendi, S., Cusumano, G., Maccarone, M. C., Giarrusso, S., Coletta, A., Antonellik, L. A., Giommik, P., Mullerk, J. M., Piro, L., & Butler, R. C. 1997, Nature, 387, 783 https://doi.org/10.1038/42885
  3. Dai, Z. G. & Lu, T. 2002, ApJ, 565, L87 https://doi.org/10.1086/339418
  4. Frail, D. A., Kulkarni, S. R., Bloom, J. S., Djorgovski, S. G., Gorjian, V., Gal, R. R., Meltzer, J .. Sari, R., Chaffee, F. H., & Goodrich, R. 1999, ApJ, 525, 81 https://doi.org/10.1086/312347
  5. Frail, D. A., Kulkarni, S. R., Nicastro, L., Feroci, M., & Taylor, G. B. 1997, Nature, 389, 261 https://doi.org/10.1038/38451
  6. Fruchter, A. S, Thorsett, S. E., Metzger, M. R, Sahu, K. C., Petro, L., Livio, M., Ferguson, H. Pian, E., Hogg, D. W., & Galama, T. 1999, ApJ, 519, L13 https://doi.org/10.1086/312094
  7. Guetta, D., Spada, M., & Waxman, E. 2001, ApJ, 557, 339
  8. Kallman, T. R., Meszaros, P., & Rees, M. J. 2003, ApJ, 593, 946 https://doi.org/10.1086/376676
  9. Katz, J. 1994, ApJ, 432, L107 https://doi.org/10.1086/187523
  10. Klebesadel, R. W., Strong, I. B., & Olson, R. A. 1973, ApJ, 182, L85 https://doi.org/10.1086/181225
  11. Kobayashi, S. & Zhang, B. 2003, ApJ, 582, L75 https://doi.org/10.1086/367691
  12. Kulkarni, S. R., Berger, E., Bloom, J. S., Chaffee, F., Diercks, A., Djorgovski, S. G., Frail, D. A Galama, T. J., Goodrich, R. W., & Harrison, F. A. 2000, AIPC, 526, 277
  13. MacFadyen, A. I. & Woosley, S. E. 1999, ApJ, 524, 262 https://doi.org/10.1086/307790
  14. Meszaros, P. & Rees, M. J. 1993, ApJ, 405, 278 https://doi.org/10.1086/172360
  15. Meszaros, P. & Rees, M. J. 1997, ApJ, 482, L29 https://doi.org/10.1086/310692
  16. Paczynski, B.1998, ApJ, 494, L45 https://doi.org/10.1086/311148
  17. Paczynski, B. & Haensel, P. 2005, MNRAS, 362, L4 https://doi.org/10.1111/j.1745-3933.2005.00059.x
  18. Paczynski, B. & Rhoads, J. 1993, ApJ, 418, L5 https://doi.org/10.1086/187102
  19. Paczynski, B. & Xu, G. 1994, ApJ, 427, 708 https://doi.org/10.1086/174178
  20. Piran, T. 2000, Phys. Rep., 333, 529 https://doi.org/10.1016/S0370-1573(00)00036-3
  21. Piro, L., Garmire, G., Garcia, M., Stratta, G., Costa, E., Feroci, M., Meszaros, P., Vietri, M. Bradt, H., & Frail, D. 2000, Science, 290, 955 https://doi.org/10.1126/science.290.5493.955
  22. Piro, L., Garmire, G., Garcia, M., Stratta, G., Costa, E., Feroci, M., Meszaros, P., Vietri, M. Rees, M. J. & Meszaros, P. 1992, MNRAS, 258, 41 https://doi.org/10.1093/mnras/258.1.41P
  23. Rees, M. J. & Meszaros, P. 1992, MNRAS, 258, 41 https://doi.org/10.1093/mnras/258.1.41P
  24. Rees, M. J. & Meszaros, P. 1994, ApJ, 430, L93 https://doi.org/10.1086/187446
  25. Sari, R & Piran, T. 1995, ApJ, 455, L143
  26. Sari, R., Piran, T., & Narayan, R 1998,, 497, L17 https://doi.org/10.1086/311269
  27. Schaefer, B. E., Gerardy, C. L., Hoflich, P., Panaitescu, A., Quimby, R, Mader, J., Hill, G. J. Kumar, P., Wheeler, J. C., & Eracleous, M. 2003, ApJ, 588, 387 https://doi.org/10.1086/373896
  28. van Paradijs, J., Groot, P. J., Galama, T., Kouveliotou, C., Strom, R. G., Telting, J., Rutten, R G. M., Fishman, G. J., Meegan, C. A., Pettini, M., Tanvir, N., Bloom, J., Pedersen, H. Nerdgaard-Nielsen, H. U., Linden-Vernle, M., Naber, J., van der Steene, G., Bremer, M. Naber, R., Heise, J., in 't Zand, J., Costa, E., Feroci, M., Piro, L., Frontera, F., Zavattini G., Nicastro, N., Palazzi, E., Bennet, K., Hanlon, L., & Parmar, A. 1997, Nature, 386, 686 https://doi.org/10.1038/386686a0
  29. van Paradijs, J., Kouveliotou, C., & Wijers, R A. M. J. 2000, ARA&A, 38,379 28 Wang, X. & Loeb, A. 2000, ApJ, 535, 788 https://doi.org/10.1086/308888
  30. Waxman, E. 1997a, ApJ, 485, L5 https://doi.org/10.1086/310809
  31. Waxman, E. 1997b, ApJ, 489, L33 https://doi.org/10.1086/310960
  32. Wijers, R. A. M. J., Rees, M. J., & Meszaros, P. 1997,, 288, L51 https://doi.org/10.1093/mnras/288.4.L51
  33. Woosley, S. E. 1993, ApJ, 405, 273 https://doi.org/10.1086/172359
  34. Zhang, W., Woosley, S. E., & MacFadyen, A. I. 2003, ApJ, 586, 356 https://doi.org/10.1086/367609