GRANDMA and HXMT Observations of GRB 221009A -- the Standard-Luminosity Afterglow of a Hyper-Luminous Gamma-Ray Burst

Autor: Kann, D. A., Agayeva, S., Aivazyan, V., Alishov, S., Andrade, C. M., Antier, S., Baransky, A., Bendjoya, P., Benkhaldoun, Z., Beradze, S., Berezin, D., Boër, M., Broens, E., Brunier, S., Bulla, M., Burkhonov, O., Burns, E., Chen, Y., Chen, Y. P., Conti, M., Coughlin, M. W., Cui, W. W., Daigne, F., Delaveau, B., Devillepoix, H. A. R., Dietrich, T., Dornic, D., Dubois, F., Ducoin, J. -G., Durand, E., Duverne, P. -A., Eggenstein, H. -B., Ehgamberdiev, S., Fouad, A., Freeberg, M., Froebrich, D., Ge, M. Y., Gervasoni, S., Godunova, V., Gokuldass, P., Gurbanov, E., Han, D. W., Hasanov, E., Hello, P., Hussenot-Desenonges, T., Inasaridze, R., Iskandar, A., Ismailov, N., Janati, A., Laz, T. Jegou du, Jia, S. M., Karpov, S., Kaeouach, A., Kiendrebeogo, R. W., Klotz, A., Kneip, R., Kochiashvili, N., Kunert, N., Lekic, A., Leonini, S., Li, C. K., Li, W., Li, X. B., Liao, J. Y., Logie, L., Lu, F. J., Mao, J., Marchais, D., Ménard, R., Morris, D., Natsvlishvili, R., Nedora, V., Noonan, K., Noysena, K., Orange, N. B., Pang, P. T. H., Peng, H. W., Pellouin, C., Peloton, J., Pradier, T., Pyshna, O., Rajabo, Y., Rau, S., Rinner, C., Rivet, J. -P., Romanov, F. D., Rosi, P., Rupchandani, V. A., Serrau, M., Shokry, A., Simon, A., Smith, K., Sokoliuk, O., Soliman, M., Song, L. M., Takey, A., Tillayev, Y., Ramirez, L. M. Tinjaca, Melo, I. Tosta e, Turpin, D., Postigo, A. de Ugarte, Vanaverbeke, S., Vasylenko, V., Vernet, D., Vidadi, Z., Wang, C., Wang, J., Wang, L. T., Wang, X. F., Xiong, Shaolin L., Xu, Y. P., Xue, W. C., Zeng, X., Zhang, S. N., Zhao, H. S., Zhao, X. F.
Přispěvatelé: Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux (ARTEMIS), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Polytechnique des Sciences Avancées (IPSA), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire de la Côte d'Azur (OCA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Popis: GRB 221009A is the brightest Gamma-Ray Burst (GRB) detected in more than 50 years of study. In this paper, we present observations in the X-ray and optical domains after the GRB obtained by the GRANDMA Collaboration (which includes observations from more than 30 professional and amateur telescopes) and the Insight-HXMT Collaboration. We study the optical afterglow with empirical fitting from GRANDMA+HXMT data, augmented with data from the literature up to 60 days. We then model numerically, using a Bayesian approach, the GRANDMA and HXMT-LE afterglow observations, that we augment with Swift-XRT and additional optical/NIR observations reported in the literature. We find that the GRB afterglow, extinguished by a large dust column, is most likely behind a combination of a large Milky-Way dust column combined with moderate low-metallicity dust in the host galaxy. Using the GRANDMA+HXMT-LE+XRT dataset, we find that the simplest model, where the observed afterglow is produced by synchrotron radiation at the forward external shock during the deceleration of a top-hat relativistic jet by a uniform medium, fits the multi-wavelength observations only moderately well, with a tension between the observed temporal and spectral evolution. This tension is confirmed when using the extended dataset. We find that the consideration of a jet structure (Gaussian or power-law), the inclusion of synchrotron self-Compton emission, or the presence of an underlying supernova do not improve the predictions, showing that the modelling of GRB22109A will require going beyond the most standard GRB afterglow model. Placed in the global context of GRB optical afterglows, we find the afterglow of GRB 221009A is luminous but not extraordinarily so, highlighting that some aspects of this GRB do not deviate from the global known sample despite its extreme energetics and the peculiar afterglow evolution.
Accepted to ApJL for the special issue, 37 pages, 23 pages main text, 6 tables, 13 figures
Databáze: OpenAIRE
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