Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
GRB 970228
GRB 970228.jpg
Прочие обозначенияGRB 970228
Тип событияГамма-всплеск Отредактируйте это в Викиданных
СозвездиеОрион Отредактируйте это в Викиданных
Прямое восхождение05 ч 01 м 46,7 с
Склонение+ 11 ° 46 ′ 53,0 ″ [1]
ЭпохаJ2000
Расстояние8,123,000,000 св. Лет (2,491 × 10 9  шт)
Красное смещение0,695, 0,695 Отредактируйте это в Викиданных
Общий выход энергии5,2 × 10 44  Дж
Страница общих ресурсов Связанные СМИ на Викискладе?
[ редактировать в Викиданных ]

GRB 970228 [2] был первым гамма-всплеском (GRB), для которого наблюдалось послесвечение . [3] Он был обнаружен 28 февраля 1997 г. в 02:58 UTC . С 1993 года физики предсказывали гамма-всплески, за которыми последует послесвечение с меньшей энергией (в таких длинах волн, как радиоволны , рентгеновские лучи и даже видимый свет ), но до этого события гамма-всплески наблюдались только в виде всплесков высокой яркости с высокой яркостью. -энергетические гамма-лучи (наиболее энергичный вид электромагнитного излучения ); это привело к большим позиционным неопределенностям, которые сделали их природу очень неясной.

Вспышка имела несколько пиков на кривой блеска и длилась около 80 секунд. Особенности кривой блеска GRB 970228 предполагают, что тоже могла возникнуть сверхновая . Положение вспышки совпало с галактикой на расстоянии около 8,1 миллиарда  световых лет [4] ( красное смещение z = 0,695), что дает ранние доказательства того, что гамма-всплески происходят далеко за пределами Млечного Пути ; это было окончательно доказано двумя месяцами позже последовавшим всплеском GRB 970508 .

Наблюдения [ править ]

Гамма-всплеск (GRB) - это очень яркая вспышка гамма-лучей , наиболее энергичной формы электромагнитного излучения . Впервые гамма-всплески были обнаружены в 1967 году спутниками Vela , серией космических аппаратов, предназначенных для обнаружения ядерных взрывов. [5]

GRB 970228 [2] был обнаружен 28 февраля 1997 года в 02:58 UTC с помощью гамма-всплеском Monitor (GRBM) и один из широкоугольной камеры (WFCS) на борту BeppoSAX , [6] [7] итальянско-голландский Спутник изначально предназначен для изучения рентгеновских лучей. [8] Вспышка длилась около 80 секунд и имела несколько пиков на кривой блеска. [9] Гамма-всплески имеют очень разные временные профили, и не совсем понятно, почему некоторые всплески имеют несколько пиков, а некоторые - только один. Одно из возможных объяснений состоит в том, что при прецессии источника гамма-всплеска образуются множественные пики . [10]В течение нескольких часов команда BeppoSAX использовала обнаружение рентгеновских лучей, чтобы определить положение вспышки с окном ошибки - небольшой областью вокруг определенного положения, чтобы учесть ошибку в положении - 3  угловых минуты . [7] Взрыв был также обнаружен космическим зондом Ulysses . [11]

Примерно через один и девять дней оптические изображения ячейки ошибок были получены с помощью телескопа Уильяма Гершеля на Ла-Пальме; Сравнение изображений выявил замирания точечного источника , расположенного на правом восхождению от 05 ч 01 мин 46,7 сек и наклон от + 11 ° 46 '53,0 ", обеспечивая первое локализацию точности-угловой секунды любого гамма-всплеска. [1]

На более поздних изображениях после исчезновения точечного источника была обнаружена тусклая галактика почти в том же месте, предполагаемая родительская галактика взрыва; случайное совпадение положений было маловероятным, но возможным, поэтому космологическое происхождение гамма-всплесков не было окончательным до наблюдений GRB 970508 примерно двумя месяцами позже.

Послесвечение [ править ]

В 1993 году Богдан Пачинский и Джеймс Э. Роадс опубликовали статью, в которой утверждали, что вне зависимости от типа взрыва, вызывающего гамма-всплески, экстремальная энергия гамма-всплесков означает, что во время взрыва материя из основного тела должна выбрасываться с релятивистской скоростью . Они предсказали, что взаимодействие между выбросом и межзвездным веществом создаст ударный фронт . Если этот фронт ударной волны возникает в магнитном поле, ускоренные электроны в нем будут излучать длительное синхротронное излучение в радиочастотах , явление, которое позже будет называться радио послесвечение. [12]Джонатан Кац позже пришел к выводу, что это низкоэнергетическое излучение не будет ограничиваться радиоволнами, а должно иметь диапазон частот от радиоволн до рентгеновских лучей , включая видимый свет . [13]

Приборы узкого поля на борту BeppoSAX начали наблюдения за положением GRB 970228 в течение восьми часов после его обнаружения. [9] Был обнаружен кратковременный источник рентгеновского излучения, который постепенно затухал со степенным наклоном в дни после вспышки. Это рентгеновское послесвечение было первым когда-либо обнаруженным послесвечением гамма-всплеска. [7] С тех пор затухание по степенному закону было признано общей чертой послесвечения гамма-всплесков, хотя большинство послесвечения затухают с разной скоростью в разные фазы их жизни. [14]

Оптические изображения местоположения GRB 970228 были получены 1 и 8 марта с помощью телескопов Уильяма Гершеля и Исаака Ньютона . Сравнение изображений выявило объект, светимость которого уменьшилась как в видимом, так и в инфракрасном свете . [1] Это было оптическое послесвечение вспышки. Более глубокие наблюдения с использованием телескопа New Technology Telescope показали, что послесвечение совпало с далекой маленькой галактикой: первое свидетельство внегалактической космологической природы гамма-всплесков. [15] [16] После того, как гамма-всплески утихли, были проведены очень глубокие наблюдения с помощью телескопов Кека.показали, что у основной галактики красное смещение 0,695. Прогнозируемое послесвечение для этой вспышки не было обнаружено. [17] Во время открытия этого всплеска считалось, что гамма-всплески изотропно излучают излучение . Послесвечение этой и нескольких других вспышек, таких как GRB 970508 и GRB 971214, предоставило ранние доказательства того, что гамма-всплески излучают излучение в коллимированных струях, характеристика, которая снижает общий выход энергии всплеска на несколько порядков . [18]

Отношение сверхновой [ править ]

Иллюстрация художника, показывающая жизнь массивной звезды, когда она превращается в сверхновую, коллапсирует в черную дыру и испускает гамма-всплеск вдоль оси вращения. Авторы: Nicolle Rager Fuller / NSF

Даниэль Райхарт из Чикагского университета и Титус Галама из Амстердамского университета независимо проанализировали оптическую кривую блеска GRB 970228, и оба пришли к выводу, что основной объект мог подвергнуться взрыву сверхновой за несколько недель до гамма-всплеска. [19] [20]

Галама проанализировал кривую блеска вспышки и обнаружил, что ее светимость уменьшалась с разной скоростью в разное время. В период с 6 марта по 7 апреля светимость уменьшалась медленнее, чем до и после этих дат. Галама пришел к выводу, что более ранняя кривая блеска определялась самой вспышкой, тогда как более поздняя кривая блеска была вызвана лежащей в основе сверхновой типа Ic . [21] Рейхарт отметил, что позднее послесвечение было более красным, чем раннее послесвечение, что противоречило предпочтительной в то время релятивистской модели огненного шара для механизма излучения гамма-всплесков. Он также заметил, что единственным гамма-всплеском с подобным временным профилем был GRB 980326 , [20]для которых связь сверхновых уже была предложена Джошуа Блумом . [22]

Альтернативное объяснение кривых блеска GRB 970228 и GRB 980326 связано с эхом от пыли . Хотя GRB 980326 не предоставил достаточно информации, чтобы окончательно исключить это объяснение, Райхарт показал, что кривая блеска GRB 970228 могла быть вызвана только сверхновой. [23] Окончательные доказательства , связывающие гамма-всплески и сверхновый был в конечном счете найдены в спектре от GRB 020813 [24] и послесвечения GRB 030329 . [25] Однако особенности, подобные сверхновым, становятся очевидными только через несколько недель после вспышки, что оставляет возможность того, что очень ранние изменения яркости могут быть объяснены эхом от пыли. [26]

Хост-галактика [ править ]

Ночью с 12 на 13 марта Хорхе Мельник наблюдал за регионом с помощью телескопа New Technology Telescope . Он обнаружил слабое пятно туманности в месте взрыва, почти наверняка далекую галактику. Хотя имелась малая вероятность того, что вспышка и эта галактика не связаны между собой, их позиционное совпадение явилось убедительным доказательством того, что гамма-всплески возникают в далеких галактиках, а не в пределах Млечного Пути . [27] Этот вывод был позже подтвержден наблюдениями GRB 970508 , первой вспышки, для которой было определено красное смещение . [28]

Положение послесвечения вспышки было заметно смещено от центроида родительской галактики, что фактически исключило возможность того, что вспышка возникла в активном ядре галактики . Красное смещение галактики было позже определено как z = 0,695, [17] что соответствует расстоянию примерно8,123 × 10 9  св . Лет . [4] На таком расстоянии очередь выпустила бы в общей сложности5,2 × 10 44  Дж в предположении изотропной эмиссии. [29]

Заметки [ править ]

  1. ^ a b c Groot 12 марта 1997 г.
  2. ^ a b "GRB" указывает, что событие было гамма-всплеском, и числа соответствуют формату ГГММДД, соответствующему дате, когда произошла вспышка: 28 февраля 1997 года.
  3. ^ Шиллинг 2002 , стр. 101
  4. ^ a b Преобразование красного смещения в расстояние, выполняемое интерактивными инструментами:
    Райт, Эдвард Л. (9 мая 2008 г.). "Калькулятор космологии Javascript Неда Райта" . UCLA Отдел астрономии и астрофизики . Проверено 11 июня 2010 .
  5. Перейти ↑ Schilling 2002 , pp. 12–16
  6. ^ Varendoff 2001 , стр. 381
  7. ^ а б в Коста 1997b
  8. Перейти ↑ Schilling 2002 , pp. 58–60
  9. ^ а б Коста 1997a
  10. ^ Zwart 2001
  11. ^ Херли 1997
  12. ^ Пачиньский 1993
  13. ^ Кац 1994
  14. ^ Панаитеска 2007 , § 2
  15. ↑ Groot, 14 марта 1997 г.
  16. ^ Ван Paradijs и др., 1997
  17. ^ а б Блум 2001
  18. ^ Хуанг 2002
  19. ^ Шиллинг 2002 , стр. 173
  20. ^ a b Рейхарт 1999
  21. ^ Галама 2000
  22. ^ Блум 1999
  23. ^ Reichart 2001
  24. ↑ Батлер, 2003
  25. ^ Станек 2003
  26. ^ Моран 2005
  27. ^ Шиллинг 2002 , стр. 102
  28. ^ Reichart 1998
  29. ^ Djorgovski 1999

Ссылки [ править ]

  • Блум, JS; Джорговски С.Г .; Кулькарни, SR (2001). «Красное смещение и обычная родительская галактика GRB 970228». Астрофизический журнал . 554 (2): 678–683. arXiv : astro-ph / 0007244 . Bibcode : 2001ApJ ... 554..678B . DOI : 10.1086 / 321398 .
  • Блум, JS; Кулкарни, SR; Джорговски С.Г .; Эйхельбергер, AC; Côté, P .; Blakeslee, JP; Одеван, Южная Каролина; Харрисон, ФА; Хилый, DA; Филиппенко, А.В.; Леонард, округ Колумбия; Riess, AG; Spinrad, H .; Стерн, Д .; Бункер, А .; Дей, А .; Гроссан, Б .; Perlmutter, S .; Кноп, РА; Крючок, IM; Ферочи, М. (30 сентября 1999 г.). "Необычное послесвечение гамма-всплеска 26 марта 1998 г. как свидетельство связи сверхновой". Природа . 401 (6752): 453–456. arXiv : astro-ph / 9905301 . Bibcode : 1999Natur.401..453B . DOI : 10.1038 / 46744 .
  • Батлер, Натаниэль Р .; Маршалл, Герман Л .; Рикер, Джордж Р .; Vanderspek, Roland K .; Форд, Питер Дж .; Экипаж, Джеффри Б.; Lamb, Donald Q .; Джерниган, Дж. Гарретт (10 ноября 2003 г.). «Рентгеновское послесвечение GRB 020813 и GRB 021004 с Chandra HETGS: возможное свидетельство сверхновой до GRB 020813». Астрофизический журнал . 597 (2): 1010–1016. arXiv : astro-ph / 0303539 . Bibcode : 2003ApJ ... 597.1010B . DOI : 10.1086 / 378511 .
  • Коста, Э. и др . (1997a) " Циркуляр МАС 6572: GRB 970228; 1997aa ". Международный астрономический союз .
  • Costa, E .; Frontera, F .; Heise, J .; Feroci, M .; In 't Zand, J .; Fiore, F .; Cinti, Миннесота; Dal Fiume, D .; Nicastro, L .; Орландини, М .; Palazzi, E .; Rapisarda, M .; Zavattini, G .; Jager, R .; Parmar, A .; Оуэнс, А .; Molendi, S .; Cusumano, G .; MacCarone, MC; Giarrusso, S .; Coletta, A .; Антонелли, Луизиана; Giommi, P .; Мюллер, JM; Piro, L .; Батлер, Р. К. (1997b). «Открытие рентгеновского послесвечения, связанного с гамма-всплеском 28 февраля 1997 года». Природа . 387 (6635): 783–785. arXiv : astro-ph / 9706065 . Bibcode : 1997Natur.387..783C . DOI : 10,1038 / 42885 .
  • Джорговски, Джордж (3 мая 1999 г.). «GRB 970228: Красное смещение и свойства родительской галактики» . Циркуляры GCN . 289 : 1. Bibcode : 1999GCN ... 289 .... 1D .
  • Есин А.А.; Блэндфорд, Р. (2000). «Отголоски пыли от гамма-всплесков». Астрофизический журнал . 534 (2): L151 – L154. arXiv : astro-ph / 0003415 . Bibcode : 2000ApJ ... 534L.151E . DOI : 10,1086 / 312670 . PMID  10813670 .
  • Fox, DW et al . (6 мая 1997 г.) " Циркуляр МАС 6643: GRB 970228; 1997by ". Международный астрономический союз .
  • Галама, TJ; Tanvir, N .; Vreeswijk, PM; Wijers, RAMJ; Groot, PJ; Rol, E .; Van Paradijs, J .; Kouveliotou, C .; Fruchter, AS; Masetti, N .; Pedersen, H .; Margon, B .; Deutsch, EW; Metzger, M .; Armus, L .; Klose, S .; Стеклум, Б. (10 июня 2000 г.). «Свидетельства сверхновой в повторно проанализированных оптических и ближних инфракрасных изображениях GRB 970228». Астрофизический журнал . 536 (1): 185–194. arXiv : astro-ph / 9907264 . Bibcode : 2000ApJ ... 536..185G . DOI : 10.1086 / 308909 .
  • Groot, PJ et al . (12 марта 1997 г.) " Циркуляр МАС 6584: GRB 970228 ". Международный астрономический союз .
  • Groot, PJ et al . (14 марта 1997 г.) " Циркуляр МАС 6588: GRB 970228 ". Международный астрономический союз .
  • Хуанг, Юн-фэн; Тан, Чанг-и; Дай, Цзы-гао; Лу, Тан (2002). «Являются ли гамма-всплески изотропными огненными шарами или цилиндрическими струями?». Китайская астрономия и астрофизика . 26 (4): 414–423. Bibcode : 2002ChA & A..26..414H . DOI : 10.1016 / S0275-1062 (02) 00092-9 .
  • Hurley, K. et al . (8 марта 1997 г.) " Циркуляр МАС 6578: GRB 970228 ". Международный астрономический союз . Проверено 23 февраля 2010 года.
  • Кац, JI (1994). «Низкочастотные спектры гамма-всплесков». Астрофизический журнал . 432 (2): L107 – L109. arXiv : astro-ph / 9312034 . Bibcode : 1994ApJ ... 432L.107K . DOI : 10.1086 / 187523 .
  • Моран, Джейн А .; Райхарт, Дэниел Э. (10 октября 2005 г.). «Пересмотренные отголоски пыли гамма-всплесков: ожидания в ранние времена». Астрофизический журнал . 632 (1): 438–442. arXiv : astro-ph / 0409390 . Bibcode : 2005ApJ ... 632..438M . DOI : 10.1086 / 432634 .
  • Пачиньский, Богдан; Роадс, Джеймс Э. (1993). «Радио переходные процессы от гамма-излучателей». Астрофизический журнал . 418 : L5 – L8. arXiv : astro-ph / 9307024 . Bibcode : 1993ApJ ... 418L ... 5P . DOI : 10,1086 / 187102 .
  • Панайтеску, А. (15 мая 2007 г.). «Фазы затухания послесвечения рентгеновского излучения Swift и модель прямой ударной волны». Философские труды Королевского общества А . 365 (1854): 1197–1205. Bibcode : 2007RSPTA.365.1197P . DOI : 10,1098 / rsta.2006.1985 . PMID  17293326 .
  • Pedichini, F. et al . (22 апреля 1997 г.) " Циркуляр МАС 6635: GRB 970228; C / 1995 O1 ". Международный астрономический союз .
  • Райхарт, Дэниел Э. (19 февраля 1998 г.). «Красное смещение GRB 970508». Письма в астрофизический журнал . Чикагский университет. 495 (2): L99 – L101. arXiv : astro-ph / 9712134 . Bibcode : 1998ApJ ... 495L..99R . DOI : 10.1086 / 311222 .
  • Райхарт, Дэниел Э. (1999). "Возвращение к GRB 970228: свидетельство сверхновой в кривой блеска и позднее распределение спектральной энергии послесвечения". Астрофизический журнал . 521 (2): L111 – L115. arXiv : astro-ph / 9906079 . Bibcode : 1999ApJ ... 521L.111R . DOI : 10.1086 / 312203 .
  • Райхарт, Дэниел Э. (2001). «Кривые блеска и спектры эхосигналов пыли от гамма-всплесков и их послесвечения: продолжающееся свидетельство того, что GRB 970228 связан со сверхновой». Астрофизический журнал . 554 (2): 649–659. arXiv : astro-ph / 0012091 . Bibcode : 2001ApJ ... 554..643R . DOI : 10.1086 / 321428 .
  • Шиллинг, Говерт (2002). Вспышка! Охота за самыми большими взрывами во Вселенной . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-80053-6.
  • Stanek, Krzysztof Z .; Matheson, T .; Гарнавич, ПМ; Martini, P .; Berlind, P .; Caldwell, N .; Challis, P .; Браун, WR; и другие. (12 июня 2003 г.). «Спектроскопическое открытие сверхновой 2003dh, связанной с GRB0303291». Астрофизический журнал . 591 (1): L17 – L20. arXiv : astro-ph / 0304173 . Bibcode : 2003ApJ ... 591L..17S . DOI : 10.1086 / 376976 .
  • van Paradijs, J .; Groot, PJ; Галама, Т .; Kouveliotou, C .; Стром, Р.Г.; Telting, J .; Руттен, RGM; Фишман, ГДж; Миган, Калифорния; Петтини, М .; Tanvir, N .; Блум, Дж .; Pedersen, H .; Nørdgaard-Nielsen, HU; Linden-Vørnle, M .; Melnick, J .; Van Der Steene, G .; Bremer, M .; Naber, R .; Heise, J .; In't Zand, J .; Costa, E .; Feroci, M .; Piro, L .; Frontera, F .; Zavattini, G .; Nicastro, L .; Palazzi, E .; Bennet, K .; и другие. (1997). "Переходное оптическое излучение из ячейки ошибок гамма-всплеска 28 февраля 1997 г." (PDF) . Природа . 386 (6626): 686–689. Bibcode : 1997Natur.386..686V . DOI : 10.1038 / 386686a0 .
  • Варендофф, Мартин (2001). «Гамма-всплески» . В Volken Schönfelder (ред.). Вселенная в гамма-лучах . Берлин: Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-67874-8.
  • Зварт, Саймон Ф. Портеджис; Тотани, Томонори (17 августа 2001 г.). «Прецессирующие струи, взаимодействующие с межзвездным веществом, как источник кривых блеска гамма-всплесков». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 328 (3): 951–957. arXiv : astro-ph / 0006143 . Bibcode : 2001MNRAS.328..951P . DOI : 10.1046 / j.1365-8711.2001.04913.x .

Внешние ссылки [ править ]

  • Гамма-всплеск 970228
  • Последующие наблюдения BeppoSAX области гамма-всплеска GRB 970228