Основные понятия
GRB 170817Aの残光観測データの分析から、逆ジェット放射は、順行ジェットに比べて電子の加速効率と磁場エネルギーへのエネルギー変換効率が有意に高い場合にのみ、検出可能なレベルに達する可能性があることが示唆される。
Аннотация
GRB 170817Aの残光における逆ジェット放射の検出可能性に関する研究論文の概要
書誌情報: Li, J.-N., Wang, Y.-Y., Wang, Y., Jin, Z.-P., Covino, S., & Fan, Y.-Z. (2024). The detection prospect of the counter jet radiation in the late afterglow of GRB 170817A. arXiv preprint arXiv:2401.17978v2.
研究目的: 本研究は、近傍のガンマ線バースト (GRB) であるGRB 170817Aの残光における逆ジェット放射の検出可能性を調査することを目的とする。
方法:
- 研究では、順行ジェットと逆ジェットの両方を特徴とするオフアクシスガウシアン構造ジェットモデルを採用し、GRB 170817Aの残光放射を数値的に計算した。
- 順行ジェットと逆ジェットの物理パラメータが同一である場合 (モデルA) と、逆ジェットのマイクロ物理パラメータが順行ジェットとは異なる場合 (モデルB) の2つのシナリオを検討した。
- これらの2つのモデルを用いて、9.2日から1674日間にわたる観測された多波長残光データにベイズフィッティングを行い、対応するフィッティング結果を図1と表1に示した。
- ハッブル宇宙望遠鏡 (HST)、拡張超大型干渉電波望遠鏡群 (EVLA)、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST)、超大型望遠鏡 (ELT) などのいくつかの大規模観測施設による逆ジェット放射の検出可能性について議論した。
主な結果:
- モデルAでは、逆ジェット放射は同時刻のキロノバ放射よりもピークフラックスが大幅に低く、検出は困難であることがわかった。
- モデルBでは、逆ジェットはわずかに高いピーク放射を持つ。
- 68%の信頼水準を考慮すると、モデルBでは、逆ジェットからのピーク残光放射が、同時刻の順行ジェットからの放射よりも有意に高くなる可能性があることがわかった (図1(d))。
- これは、逆ジェットからの残光放射の寄与が、非常に遅い時間帯の残光で見られる可能性があり、JWSTによって数時間で観測される可能性があることを意味する。
- このような逆ジェット放射の増強の主な理由は、順行ジェットに比べて、電子の加速効率 (εe) と磁場エネルギーへのエネルギー変換効率 (εB) が比較的高いためである。
結論:
- 本研究は、GRB 170817Aの残光観測データの分析から、逆ジェット放射は、順行ジェットに比べてεeとεBが有意に高い場合にのみ、検出可能なレベルに達する可能性があることを示唆している。
- この結果は、GRBの中心エンジンからの一対のジェットの存在を裏付ける証拠となる可能性があり、今後のJWSTやELT/EVLAによる観測で検証されることが期待される。
Статистика
GRB 170817Aは、約40 Mpcの光度距離で発生した。
GRB 170817Aの残光は、9.2日から1674日間にわたって、電波、可視光、X線で観測された。
逆ジェット放射の減速タイムスケールは、約4 × 10^3 (1 + z)(Ecj,54/n0)^1/3 日と予想される。
HST、JWST、ELT、EVLAの観測限界は、それぞれ約2.1 × 10^-2 µJy、6.11 × 10^-3 µJy、6.26 × 10^-3 µJy、8.27 µJyである。
JWSTが約5000日後の残光における光度曲線の隆起を2時間で検出する確率は約35%である。
Цитаты
"the counter jet radiation is unable to yield a detectable bump even by JWST"
"the fit of the data leaving fit parameters to vary between the two jets can produce a brighter counter jet"
"the peak radiations of the counter jet exceed the observational limits of JWST"