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ガンマ線バーストで z ～ 20 の宇宙を探る

ガンマ線バーストで z ～ 20 の宇宙を探る. 三原建弘、河合誠之 ( 理研 ). 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. 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. X 線光度曲線. → Fire Ball Model. 0.3 日後. 3.5 日後.

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ガンマ線バーストで z ～ 20 の宇宙を探る

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Presentation Transcript

  1. ガンマ線バーストでz～20の宇宙を探る 三原建弘、河合誠之 (理研) 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

  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 X線光度曲線 → Fire Ball Model 0.3日後 3.5日後

  3. g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

  4. 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

  5. GRB971214 z~3.4 最遠 HST image

  6. GRB990123 Optical Flash! Up to 9 mag UTC exposure m_v 9:47:18.3 5 s. 11.82 9:47:43.5 5 s. 8.95 9:47:08.8 5 s. 10.08 9:51:37.5 75 s. 13.22 9:54:22.8 75 s. 14.00 9:57:08.1 75 s. 14.53

  7. ROTSERobotic Optical Transient Search Experiment University of Michigan. Los Alamos National Laboratory Lawrence Livermore National Laboratory OPTICS Canon 200 mm focal length, f/1.8, telephoto lenses in FD mounts IMAGER Apogee Instruments AP-10 CCD cameras with Thomson 2048 x 2048 14 mm imagers. Estimated readout noise: 25 e- at 1.0 Megapixels/s.

  8. GRB990123 optical transient ｚ ~ 1.6 Kulkarni et al.

  9. Host galaxy of GRB990123 8 February 1999 23 March 1999 Small irregular galaxies (like LMC) Blue: large star formation rate per mass

  10. Distance of g-ray bursts Star forming rateを仮定したモデル • BATSEはすでにz>10のバーストを観測していた! 実線：光度一定の場合 　　　破線：Luminosity Function 　　　 を仮定した場合 z 2 10 30

  11. g-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

  12. 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

  13. Swiftscheduled 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

  14. Z～20の宇宙を見るには • g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

  15. 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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