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The Electromagnetic Counterpart of the Binary Neutron Star Merger LIGO/Virgo GW170817. III. Optical and UV Spectra of a Blue Kilonova from Fast Polar Ejecta
Indexado
WoS WOS:000413099200006
Scopus SCOPUS_ID:85032011173
DOI 10.3847/2041-8213/AA9029
Año 2017
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We present optical and ultraviolet spectra of the first electromagnetic counterpart to a gravitational-wave (GW) source, the binary neutron star merger GW170817. Spectra were obtained nightly between 1.5 and 9.5 days post-merger, using the Southern Astrophysical Research and Magellan telescopes; the UV spectrum was obtained with the Hubble Space Telescope at 5.5 days. Our data reveal a rapidly fading blue component (T approximate to 5500 K at 1.5 days) that quickly reddens; spectra later than greater than or similar to 4.5 days peak beyond the optical regime. The spectra are mostly featureless, although we identify a possible weak emission line at similar to 7900 angstrom at t less than or similar to 4.5 days. The colors, rapid evolution, and featureless spectrum are consistent with a "blue" kilonova from polar ejecta comprised mainly of light r-process nuclei with atomic mass number A less than or similar to 140. This indicates a sightline within 0(obs) less than or similar to 45 degrees of the orbital axis. Comparison to models suggests similar to 0.03M(circle dot) of blue ejecta, with a velocity of similar to 0.3c. The required lanthanide fraction is similar to 10(-4), but this drops to < 10(-5) in the outermost ejecta. The large velocities point to a dynamical origin, rather than a disk wind, for this blue component, suggesting that both binary constituents are neutron stars (as opposed to a binary consisting of a neutron star and a black hole). For dynamical ejecta, the high mass favors a small neutron star radius of less than or similar to 12 km. This mass also supports the idea that neutron star mergers are a major contributor to r-process nucleosynthesis.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Astronomy & Astrophysics
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Nicholl, M. Hombre Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
2 Berger, E. - Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
3 Kasen, D. Hombre UNIV CALIF BERKELEY - Estados Unidos
Lawrence Berkeley Natl Lab - Estados Unidos
University of California, Berkeley - Estados Unidos
Lawrence Berkeley National Laboratory - Estados Unidos
4 Metzger, Brian D. Hombre Columbia Univ - Estados Unidos
Columbia University in the City of New York - Estados Unidos
Columbia University - Estados Unidos
5 Elias, Jonathan Hombre Southern Astrophys Res Telescope - Chile
Southern Astrophysical Research Telescope (SOAR) - Chile
Southern Astrophysical Research Telescope - Chile
6 Briceno, Cesar Hombre Natl Opt Astron Observ - Chile
Cerro Tololo Inter American Observatory - Chile
7 Alexander, K. D. Mujer Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
8 Blanchard, P. K. Hombre Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
9 Chornock, R. Hombre Ohio Univ - Estados Unidos
Ohio University - Estados Unidos
10 Cowperthwaite, P. S. Hombre Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
11 Eftekhari, T. - Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
12 Fong, Wen-Fai - NORTHWESTERN UNIV - Estados Unidos
Northwestern University - Estados Unidos
13 Margutti, R. Mujer NORTHWESTERN UNIV - Estados Unidos
Northwestern University - Estados Unidos
14 Villar, A. - Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
15 Williams, P. K. G. Hombre Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
16 Brown, W. Hombre Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
17 Annis, James Hombre Fermilab Natl Accelerator Lab - Estados Unidos
Fermi National Accelerator Laboratory - Estados Unidos
18 Bahramian, Arash Hombre Michigan State Univ - Estados Unidos
Michigan State University - Estados Unidos
19 Brout, D. Hombre UNIV PENN - Estados Unidos
University of Pennsylvania - Estados Unidos
20 Browns, D. A. - Syracuse Univ - Estados Unidos
Syracuse University - Estados Unidos
20 Brown, D. J. A. Hombre Syracuse University - Estados Unidos
21 Chen, H. Y. - UNIV CHICAGO - Estados Unidos
The University of Chicago - Estados Unidos
22 Baran, Andrzej S. Hombre UNIV N CAROLINA - Estados Unidos
23 Dennihy, E. Hombre UNIV N CAROLINA - Estados Unidos
The University of North Carolina at Chapel Hill - Estados Unidos
24 Dunlap, Bart H. Hombre UNIV N CAROLINA - Estados Unidos
The University of North Carolina at Chapel Hill - Estados Unidos
25 Holz, D. E. Hombre UNIV CHICAGO - Estados Unidos
The University of Chicago - Estados Unidos
The Kavli Institute for Cosmological Physics - Estados Unidos
The Enrico Fermi Institute - Estados Unidos
26 Marchesini, E. J. Hombre UNIV NACL LA PLATA - Argentina
CCT La Plata - Argentina
Univ Torino - Italia
Ist Nazl Fis Nucl - Italia
Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Universidad Nacional de La Plata - Argentina
Instituto de Astrofísica de La Plata (CONICET- Universidad Nacional de La Plata) - Argentina
Università degli Studi di Torino - Italia
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino - Italia
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna - Italia
Istituto Nazionale Di Astrofisica, Rome - Italia
Instituto de Astrofisica de La Plata - Argentina
27 Massaro, Francesco Hombre Univ Torino - Italia
Ist Nazl Fis Nucl - Italia
Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Università degli Studi di Torino - Italia
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino - Italia
Istituto Nazionale Di Astrofisica, Rome - Italia
28 Moskowitz, N. - Lowell Observ - Estados Unidos
Lowell Observatory - Estados Unidos
29 Pelisoli, I. Mujer Univ Fed Rio Grande do Sul - Brasil
Univ Warwick - Reino Unido
Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Brasil
The University of Warwick - Reino Unido
University of Warwick - Reino Unido
30 Rest, A. Hombre Space Telescope Sci Inst - Estados Unidos
Johns Hopkins Univ - Estados Unidos
STScI - Estados Unidos
Johns Hopkins University - Estados Unidos
Space Telescope Science Institute - Estados Unidos
31 Ricci, Federica Mujer Harvard Smithsonian Ctr Astrophys - Estados Unidos
Univ Roma Tre - Italia
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
Università degli Studi Roma Tre - Italia
32 Sako, Masao Hombre UNIV PENN - Estados Unidos
University of Pennsylvania - Estados Unidos
33 Soares-Santos, M. Mujer Brandeis Univ - Estados Unidos
Fermi National Accelerator Laboratory - Estados Unidos
Brandeis University - Estados Unidos
34 Strader, J. - Michigan State Univ - Estados Unidos
Michigan State University - Estados Unidos

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Origen de Citas Identificadas



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Citas Identificadas: 1.29 %
Citas No-identificadas: 98.71 %

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Citas Identificadas: 1.29 %
Citas No-identificadas: 98.71 %

Financiamiento



Fuente
National Science Foundation
NSF
NASA
National Aeronautics and Space Administration
Packard Fellowship
Directorate for Mathematical and Physical Sciences

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Agradecimientos



Agradecimiento
The Berger Time-Domain Group at Harvard is supported in part by the NSF through grants AST-1411763 and AST-1714498, and by NASA through grants NNX15AE50G and NNX16AC22G. Based on observations obtained at the Southern Astrophysical Research (SOAR) telescope, which is a joint project of the Ministerio da Ciencia, Tecnologia, Inovacaos e Comunicacaoes (MCTIC) do Brasil, the U.S. National Optical Astronomy Observatory (NOAO), the University of North Carolina at Chapel Hill (UNC), and Michigan State University (MSU). This Letter includes data gathered with the 6.5 m Magellan Telescopes located at Las Campanas Observatory, Chile. J.S. is supported by a Packard Fellowship. This research has made use of the NASA/IPAC Extragalactic Database (NED), which is operated by the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, under contract with the National Aeronautics and Space Administration.
The Berger Time-Domain Group at Harvard is supported in part by the NSF through grants AST-1411763 and AST-1714498, and by NASA through grants NNX15AE50G and NNX16AC22G. Based on observations obtained at the Southern Astrophysical Research (SOAR) telescope, which is a joint project of the Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovaçãos e Comunicaçãoes (MCTIC) do Brasil, the U.S. National Optical Astronomy Observatory (NOAO), the University of North Carolina at Chapel Hill (UNC), and Michigan State University (MSU). This Letter includes data gathered with the 6.5 m

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