与短硬伽马射线暴 GRB 130603B 相关的 r-过程千新星

我们展示了位于 z=0.356 的短硬伽马射线暴 GRB 130603B 的地面光学以及哈勃空间望远镜光学和近红外观测结果，这些结果证明了存在过量的近红外辐射，其亮度和颜色符合 r-过程供能的瞬变源（即“千新星”）的预期。早期余辉迅速衰减，在爆发后 t~8-32 小时处 alpha<-2.6，光谱指数为 beta=-1.5 (F_nu t^alpha*nu^beta)，导致在首次 HST 观测时刻预期的近红外亮度为 m(F160W)>29.3 AB 星等。相反，探测到的源具有 m(F160W)=25.8+/-0.2 AB 星等，对应于静止帧绝对星等 M(J)=-15.2 星等。HST 光学观测的上限为 m(F606W)>27.7 AB 星等 (3-sigma)，表明其具有 V-H>1.9 星等的异常红颜色。将观测到的近红外光度与 NS-NS 或 NS-BH 双星并合抛射物产生的千新星理论模型进行比较，我们推断对于 v_ej=0.1-0.3c，抛射物质量为 M_ej~0.03-0.08 Msun。推断的质量符合数值并合模拟的预期。千新星的存在提供了迄今为止最强有力的证据，证明短伽马射线暴是由致密天体并合产生的，并为抛射物质量以及致密天体并合在 r-过程中可能发挥的主要作用提供了初步见解。同样重要的是，它表明 Advanced LIGO/Virgo 探测到的引力波源将伴随具有异常红颜色的光学/近红外对应体，这些对应体可被现有及即将建成的大型宽视场设施（例如 Pan-STARRS、DECam、Subaru、LSST）探测到。