极红宿主中的暗伽马射线暴 GRB080207 及其对高度遮挡环境中伽马射线暴的启示

[节选] 我们给出了 GRB 080207 及其宿主星系的多波段 X 射线、光学、近红外与中红外以及亚毫米波观测数据。该余辉在光学和近红外波段未被探测到，表明光学到 X 射线指数 <0.3，从而将 GRB 080207 确定为暗暴。Swift X 射线观测显示宿主存在极端吸收，这一点通过对 X 射线到近红外余辉光谱能量分布进行建模所发现的异常大的光学消光所证实。我们在爆发后 8 天获得的 Chandra 观测数据使我们能够将余辉在天空中的定位精度达到亚角秒级，从而精确定位到一个极红星系 (ERO)。利用 HST、Spitzer、Gemini、Keck 和 James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) 进行的后续宿主观测，为该 ERO 宿主给出了测光红移解 $z \sim 1.74 (+0.05, -0.06)$ ($1\sigma$，$2\sigma$ 下为 $1.56 < z < 2.08$)，并表明它是一个质量巨大且形态受扰的超亮红外星系 (ULIRG) 系统，其 $L_{FIR} \sim 2.4 \times 10^{12} L_{solar}$。这些结果进一步证明了越来越多的证据：起源于极红宿主的 GRB 在其余辉中总是显示出某种尘埃消光的证据（尽管反之不然——一些被消光的余辉发现于蓝色宿主中）。这表明有比例难以确定的 GRB 发生于尘埃极多的环境中。通过比较推断的恒星质量以及对 GRB 宿主和亚毫米星系气相金属丰度的估计，我们提出许多 GRB 宿主即使在 $z>2$ 时，其金属丰度也低于亚毫米星系群，这为亚毫米波段探测到的 GRB 宿主稀少提供了一个可能的解释。然而，我们也表明暗 GRB 宿主的质量系统性地大于那些宿主光学亮事件的星系，这可能意味着此前的宿主样本因排除了暗事件而存在严重偏差。