Porovnání syntetických světelných křivek optických dosvitů gama záblesků s pozorovanými daty z detektoru GROND

AbstraktAbstract

V tomto návrhu žádáme o finanční prostředky na cesty na podporu výzkumného projektu, který spojuje vysoce kvalitní pozorovaná data dosvitů gama záblesků v optické a blízké infračervené oblasti se špičkovými numerickými metodami pro analýzu dat a jejich interpretaci. Gama záblesky (GRBy) jsou nejsilnější exploze ve vesmíru od Velkého třesku a patří mezi jedno z nejžhavějších témat moderní astrofyziky. Přes mimořádné pozorovací a teoretické pokroky v posledním desetiletí vyvolávají nedávná pozorování s nejnovější generací specializovaných přístrojů mnoho otázek, které stěžují naše chápání těchto záhádných jevů. Exploze a dynamika tlakových vln dosvitů je komplexní a ne zcela analyticky pochopitelná. Nicméně, nedávný vývoj počítačového modelování dosvitů GRBů umožňuje mnohem přímější srovnání mezi pozorovanými daty a numerickými relativistickými hydrodynamickými simulacemi šíření tlakové vlny ve vysokém rozlišení. Máme v plánu použít tyto nové numerické výsledky na unikátní sadu dat, shromážděných v průběhu posledních 6 let s naším PI-přístrojem GROND v kombinaci s veřejnými rentgenovými daty z družice Swift. Grond je sedmikanálový optický / blízkoinfračervený detektor vyvinutý a postavený v MPE a namontovaný v roce 2007 na 2,2 m MPI / ESO teleskop na obsevatoři La Silla (Chile). Od té doby s ním bylo pozorováno více než 200 dosvitů GRBů a nadále pokračuje ryché navazující pozorování záblesků (smluvně zajištěno do konce roku 2015). Navrhovaný projekt je věnován pochopení fyziky, která je základem výbuchů a dynamiky záblesků. Uplatňování nových numerických nástrojů, které unikátně umožňují přímé iterativní fitování modelů širokopásmových dat založené na simulaci, nám umožní určit s nebývalou jistotou tak důležité parametry jako je energie výbuchu GRBu, úhel kolimace tlakové vlny, osu úhlu pozorovatele a hustotu prostředí kolem záblesku. Navíc lze studovat atypické rysy jednotlivých konkrétních pozorovaných záblesků pomocí simulace tlakové vlny.

In this proposal we request funding for travel in support of a research project that combines high-quality optical and near infrared observational data for gamma-ray burst afterglows with cutting-edge numerical techniques for data analysis and interpretation. Gamma-ray bursts (GRBs) are the biggest explosions in the Universe since the Big Bang, and one of the hottest topics in modern astrophysics. Despite exceptional observational and theoretical progress in the last decade, recent observations with the latest generation of dedicated instruments raise many questions which challenge our understanding of these elusive phenomena. The explosion and the dynamics of afterglow blast waves is complex and not fully analytically understood. However, recent developments in the computational modeling of GRB afterglows have made possible a far more direct comparison between observational data and high-resolution numerical relativistic hydrodynamic simulations of spreading blast waves. We plan to apply these new numerical results to a unique data set, collected over the last 6 years with our PI-instrument GROND, combined with public X-ray data from the Swift satellite. GROND is a seven-channel optical/NIR imager developed and built at MPE and commissioned in 2007 at the 2.2 m MPI/ESO telescope at La Silla (Chile). Since then it has observed over 200 GRB afterglows and is continuing rapid follow-up observations of GRBs (contractually secured until end of 2015). The proposed project is devoted to the understanding of the physics underlying the explosion and dynamics of GRBs. The application of the new numerical tools that -uniquely- allow for direct iterative simulation-based model fitting of broadband data will allow us to determine, with unprecedented confidence, such important parameters as the GRB explosion energy, the blast wave collimation angle, the off-axis angle of the observer, and the density of the circumburst medium. Additionally, atypical observed features of individu

VýsledkyResults

• Microphysics and dynamics of the gamma-ray burst 121024AMicrophysics and dynamics of the gamma-ray burst 121024A
• A very luminous magnetar-powered supernova associated with an ultra-long gamma-ray burstA very luminous magnetar-powered supernova associated with an ultra-long gamma-ray burst
• Fitting GRB afterglow broadband data to hydrodynamical simulationsFitting GRB afterglow broadband data to hydrodynamical simulations