FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza1 Gamma-Ray Bursts Leonardo J. Pellizza (IAFE & GARRA, Argentina, & Service d’Astrophysique, CEA Saclay, France) I. Félix Mirabel (ESO, Chile) Pierre-Alain Duc (SAp, CEA Saclay, France) Emeric Le Floc’h (Steward Observatory, USA) the MISTICI* collaboration (~ 40 colaboradores!) * Multiwavelength 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)

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza2 Resumen  Prompt  Afterglows  Galaxias huésped  Resultados recientes

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza3 Gamma-Ray Bursts  Breves destellos de radiación  (~1/día)  Energías: keV-MeV  T 90 ~ s  Descubiertos por los satélites Vela a fin de los ’60s  Desafío observacional  CGRO, Beppo-SAX, XMM- Newton, Chandra, INTEGRAL, HETE-2, Swift

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza4 Gamma-Ray Bursts  Origen extraterrestre (Klebesadel+ 1973)  Distribución isótropa (Meegan+ 1992): Extragalácticos

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza5 Gamma-Ray Bursts  Más de 2700 GRBs  Dos clases de GRBs (Kouveliotou+ 1993)  Largos (T 90 > 2s)  Cortos (T 90 < 2s) 2s

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza6 Gamma-Ray Bursts  Diferencias espectrales  Largos = blandos  Cortos = duros  F( ) ~ -    L  C  Diferentes condiciones físicas en mecanismo de emisión

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza7 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

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza8 Afterglows  Decaimiento rápido de afterglows  Desafío observacional  Observatorios dedicados  Robóticos  En todo el mundo (cubrimiento de todo el cielo)  Diseminación rápida de datos X/ 

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza9 Afterglows  Espectros de afterglows: Líneas de absorción

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza10 Afterglows  Corrimientos al rojo  ~ 1-2: fuentes cosmológicas  Emisión total de energía ~10 53 erg: del orden o mayor que SN

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza11 Afterglows  Estudio del medio interestelar e intergaláctico

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza12 Afterglows  Coincidencia GRBs – SNs Ib/c (e.g., Malesani+ 2004)  Aumento de brillo interpretado como pico de luminosidad de SN (Della Valle+ 2003)

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza13 Afterglows  Evidencia espectral de SNs en afterglows ópticos: líneas Ca H+K (Della Valle+ 2003)  v ~ km/s: hipernovas

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza14 Afterglows  Espectros de afterglows: elementos pesados, medio enriquecido en Fe típico de SNs (Piro+ 2000)  Conexión GRB-SN

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza15 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

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza16 Galaxias huésped  Posicionamiento preciso de GRBs: galaxias huésped  Poblaciones estelares que dan origen a GRBs  Estrellas (o sistemas) progenitoras

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza17 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)

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza18 Galaxias huésped  Subluminosas IR/visible  Baja masa (Le Floc’h+ 2003)  Más azules que las galaxias con brotes de formación estelar en el Universo local

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza19 Galaxias huésped  Similares a las galaxias azules subluminosas con actividad de formación estelar observadas a alto z  Baja metalicidad (Le Floc’h+ 2003)

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza20 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)

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza21 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?

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza22 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

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza23 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

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza24 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

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza25 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

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza26 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 E+A (Covino+ 2005, MISTICI)  Progenitor diferente?  Corto tiempo de fusión?

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza27 Resultados recientes  GRBs sin SN asociada (nuevo tipo de GRBs?)  GRBs a alto z: descubrimiento del GRB más lejano a z=6.3 (Tagliaferri+ 2005, MISTICI)

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza28 Resultados recientes  GRBs oscuros  Primera GH de un GRB con afterglow X solamente (Pellizza+ 2006, MISTICI)

FCAyG, La Plata 24/11/2006Leonardo J. Pellizza29 Resultados recientes  Espectro de la GH de un GRB oscuro  Actividad estelar  Absorción por polvo  Poblaciones estelares más viejas (Pellizza+ 2006, MISTICI)