Diapositiva 1

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Gamma-Ray Bursts
Leonardo J. Pellizza (IAFE GARRA, Argentina,
Service dAstrophysique, CEA Saclay, France)
I. Félix Mirabel (ESO, Chile) Pierre-Alain Duc
(SAp, CEA Saclay, France) Emeric Le Floch
(Steward Observatory, USA) the MISTICI
collaboration ( 40 colaboradores!) Multiwavelen
gth Italian Swift Team and International
Co-Investigators
Sebastián Nuza (IAFE, Argentina) Patricia
Tissera (IAFE, Argentina) Diego G. Lambas (Grupo
IATE, Argentina) Cecilia Scannapieco (IAFE,
Argentina) María Emilia De Rossi (IAFE,
Argentina)
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Resumen

• Prompt
• Afterglows
• Galaxias huésped
• Resultados recientes

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Gamma-Ray Bursts

• Breves destellos de radiación g (1/día)
• Energías keV-MeV
• T90 0.001-1000 s
• Descubiertos por los satélites Vela a fin de los
  60s
• Desafío observacional
• CGRO, Beppo-SAX, XMM-Newton, Chandra, INTEGRAL,
  HETE-2, Swift

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Gamma-Ray Bursts

• Origen extraterrestre (Klebesadel 1973)
• Distribución isótropa (Meegan 1992)
  Extragalácticos

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Gamma-Ray Bursts

• Más de 2700 GRBs
• Dos clases de GRBs (Kouveliotou 1993)
• Largos (T90 gt 2s)
• Cortos (T90 lt 2s)

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Gamma-Ray Bursts

• Diferencias espectrales
• Largos blandos
• Cortos duros
• F(n) n-a
• aL gt aC
• Diferentes condiciones físicas en mecanismo de
  emisión

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Afterglows

• Emisión transitoria en X, duración días
  afterglows (GRB largos, van Paradijs 97)
• Precisión 1 búsqueda de afterglows en otros
  rangos espectrales
• Afterglows ópticos, radio, NIR precisión de 1"
  búsqueda de progenitores

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Afterglows

• Decaimiento rápido de afterglows
• Desafío observacional
• Observatorios dedicados
• Robóticos
• En todo el mundo (cubrimiento de todo el cielo)
• Diseminación rápida de datos X/g

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Afterglows

• Espectros de afterglows Líneas de absorción

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Afterglows

• Corrimientos al rojo
• ltzgt 1-2 fuentes cosmológicas
• Emisión total de energía 1053 erg del orden o
  mayor que SN

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Afterglows

• Estudio del medio interestelar e intergaláctico

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Afterglows

• Coincidencia GRBs SNs Ib/c (e.g., Malesani
  2004)
• Aumento de brillo interpretado como pico de
  luminosidad de SN (Della Valle 2003)

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Afterglows

• Evidencia espectral de SNs en afterglows ópticos
  líneas Ca HK (Della Valle 2003)
• v 20000 km/s hipernovas

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Afterglows

• Espectros de afterglows elementos pesados, medio
  enriquecido en Fe típico de SNs (Piro 2000)
• Conexión GRB-SN

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Afterglows

• Conexión GRB SN
• Progenitores estrellas masivas
• Conexión GRB formación estelar
• Sólo para GRBs largos
• Desafiada por el bajo número de coincidencias
  jets? relación entre luminosidad del GRB y de la
  SN?
• Si se demuestra, GRBs podrían transformarse en
  una herramienta cosmológica importante

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Galaxias huésped

• Posicionamiento preciso de GRBs galaxias huésped
• Poblaciones estelares que dan origen a GRBs
• Estrellas (o sistemas) progenitoras

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Galaxias huésped

• Fuertes líneas de emisión que indican actividad
  de formación estelar (Kulkarni 1998)
• Distribución de posiciones de GRBs consistente
  con la pertenencia de sus progenitores a los
  discos de las galaxias (Bloom 2002)
• Algunos posiblemente en galaxias en colisión o
  con signos de interacción (Chary 2001)

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Galaxias huésped

• Subluminosas IR/visible
• Baja masa (Le Floch 2003)
• Más azules que las galaxias con brotes de
  formación estelar en el Universo local

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Galaxias huésped

• Similares a las galaxias azules subluminosas con
  actividad de formación estelar observadas a alto
  z
• Baja metalicidad (Le Floch 2003)

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Galaxias huésped

• No se detectan GRBs en brotes de formación
  estelar luminosos o fuentes enrojecidas
• Efecto de selección debido al polvo?
• Conexión GRB-FE inválida?
• Evolución de progenitores? (metalicidad)

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Galaxias huésped

• No se observaron afterglows ni galaxias huésped
  de GRBs cortos (hasta 2005)
• Existen GRBs largos para los cuales no se han
  detectado afterglows ópticos oscuros
• Luminosidad intrínseca?
• Alto z?
• Absorción por polvo?

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Modelos

• Colápsars Acreción del núcleo de He de una
  estrella por parte del núcleo colapsado de Fe.
  Fuertes vientos remueven la envoltura de H
• Consistentes con modelos cosmológicos (Nuza
  2006)
• Fusiones de objetos compactos NS/BH-NS/NS
  WD/BH
• Retraso respecto de la formación estelar
  progenitores diferentes
• Diferentes propiedades de la población estelar al
  instante del GRB
• Distribución espacial diferente

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Swift

• Swift (10/11/2004)
• 100 GRB/año
• BAT detección GRB (2')
• XRT afterglow X (3")
• UVOT afterglow UV-óptica
• Position diseminada en segundos útil para GRBs
  cortos/oscuros

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Nuestro proyecto

• Obtener una muestra significativa y sin efectos
  de selección de galaxias huésped
• Investigar las GHs de GRBs cortos /oscuros
• Determinar masas, tasas de FE, absorción,
  composición química, poblaciones estelares de GHs
• Objetivo final evaluar modelos de GRBs y la
  conexión GRB-FE

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Nuestro proyecto

• Posiciones X precisas provistas por Swift
• Imágenes profundas con telescopios 8m (VLT,
  Gemini) para hallar las GHs
• Espectros e imágenes ópticas e IR para determinar
  las propiedades de las GHs

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Resultados recientes

• GRBs cortos
• Primera observación del afterglow y GH de un GRB
  corto
• Asociados con poblaciones estelares viejas
  (galaxias elípticas)
• Favorece los modelos de fusión de objetos
  compactos
• Un caso singular galaxia EA (Covino 2005,
  MISTICI)
• Progenitor diferente?
• Corto tiempo de fusión?

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Resultados recientes

• GRBs sin SN asociada (nuevo tipo de GRBs?)
• GRBs a alto z descubrimiento del GRB más lejano
  a z6.3 (Tagliaferri 2005, MISTICI)

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Resultados recientes

• GRBs oscuros
• Primera GH de un GRB con afterglow X solamente
  (Pellizza 2006, MISTICI)

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Resultados recientes

• Espectro de la GH de un GRB oscuro
• Actividad estelar
• Absorción por polvo
• Poblaciones estelares más viejas (Pellizza 2006,
  MISTICI)