GRB 970228 - GRB 970228

GRB 970228
GRB 970228.jpg
Прочие обозначенияGRB 970228
Тип событияГамма-всплеск  Отредактируйте это в Викиданных
Дата28 февраля 1997 г.Отредактируйте это в Викиданных
Продолжительность69 секундОтредактируйте это в Викиданных
ИнструментBeppoSAX  Отредактируйте это в Викиданных
СозвездиеОрион  Отредактируйте это в Викиданных
Прямое восхождение05час 01м 46.7s
Склонение+11° 46′ 53.0″[1]
ЭпохаJ2000
Расстояние8 123 000 000 св. Лет (2,491×109 ПК)
Красное смещение0.695, 0.695 Отредактируйте это в Викиданных
Общий выход энергии5.2×1044 J
Страница общин Связанные СМИ на Викискладе?
[редактировать в Викиданных ]

GRB 970228[2] был первым гамма-всплеск (GRB), для которого послесвечение наблюдалось.[3] Обнаружен 28 февраля 1997 г. в 02:58. универсальное глобальное время. С 1993 года физики предсказывали, что за гамма-всплесками 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 светящийся всплески высокой энергии гамма излучение (самая энергичная форма электромагнитное излучение ); это привело к большим позиционным неопределенностям, которые сделали их природу очень неясной.

У всплеска было несколько пиков. кривая блеска и длилось примерно 80 секунд. Особенности кривой блеска GRB 970228 позволяют предположить, что сверхновая звезда тоже могло произойти. Положение вспышки совпало с галактикой около 8,1 млрд.световых лет[4] прочь (а красное смещение z = 0,695), что дает ранние доказательства того, что гамма-всплески возникают далеко за пределами Млечный Путь; это было решительно доказано два месяца спустя последующим взрывом GRB 970508.

Наблюдения

Гамма-всплеск (GRB) очень сильно светящийся вспышка гамма излучение, самая энергичная форма электромагнитное излучение. GRB были впервые обнаружены в 1967 г. Спутники Vela, серия космических аппаратов, предназначенных для обнаружения ядерных взрывов.[5]

GRB 970228[2] обнаружен 28 февраля 1997 г. в 02:58 универсальное глобальное время с помощью монитора гамма-всплесков (GRBM) и одной из камер с широким полем обзора (WFC) на борту BeppoSAX,[6][7] итало-голландский спутник, первоначально предназначенный 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 множественные пики образуются, когда источник гамма-всплеска подвергается воздействию прецессия.[10]В течение нескольких часов команда BeppoSAX использовала обнаружение рентгеновских лучей, чтобы определить положение вспышки с окном ошибки - небольшой участок вокруг определенного положения для учета ошибка в позиции - 3угловые минуты.[7] Взрыв был также обнаружен Улисс Космический зонд.[11]

Примерно через один и девять дней оптические изображения окна ошибок были сделаны с помощью Телескоп Уильяма Гершеля на Ла-Пальма; сравнение изображений выявило точечный источник затухания, расположенный в прямое восхождение из 05час 01м 46.7s и склонение + 11 ° 46 ′ 53,0 ″, обеспечивая первую локализацию любого гамма-всплеска с точностью до секунды.[1]

На более поздних изображениях после исчезновения точечного источника была обнаружена слабая 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 тех пор, пока GRB 970508 примерно два месяца спустя.

Послесвечение

В 1993 г. Богдан Пачиньски и Джеймс Э. Роадс опубликовали статью, в которой утверждали, что независимо от типа взрыва, вызывающего гамма-всплески, экстремальная энергия гамма-всплесков означает, что материя из основного тела должна быть выброшена на релятивистские скорости во время взрыва. Они предсказали, что взаимодействие между выбросом и межзвездное вещество создаст ударный фронт. Если этот фронт ударной волны возникает в магнитном поле, ускоренные электроны в нем будут излучать длительные синхротронное излучение в радиочастоты, 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 рентгеновские лучи, включая видимый свет.[13]

Приборы узкого поля на борту BeppoSAX начали наблюдения за положением GRB 970228 в течение восьми часов после его обнаружения.[9] Обнаружен кратковременный источник рентгеновского излучения, исчезнувший с сила закона наклон в дни после взрыва. Этот рентген послесвечение было первым когда-либо обнаруженным послесвечение гамма-всплеска.[7] С тех пор затухание по степенному закону было признано общей чертой послесвечения гамма-всплесков, хотя большинство послесвечения затухает с разной скоростью в разные фазы своей жизни.[14]

Оптические изображения местоположения GRB 970228 были получены 1 и 8 марта с помощью Телескоп Уильяма Гершеля и Телескоп Исаака Ньютона. Сравнение изображений выявило объект, светимость которого уменьшилась в обоих видимый свет и Инфракрасный свет.[1] Это было оптическое послесвечение вспышки. Более глубокие последующие наблюдения с использованием Телескоп новой технологии показали, что послесвечение совпало с далекой маленькой галактикой: первое свидетельство внегалактической космологической природы гамма-всплесков.[15][16] После того, как исчезли сами гамма-всплески, были проведены очень глубокие наблюдения с помощью Телескопы Keck 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 испускают излучение. изотропно. Послесвечение этого и ряда других вспышек, таких как GRB 970508 и GRB 971214 - предоставлены ранние доказательства того, что гамма-всплески излучают излучение в коллимированный струи, характеристика, которая снижает общий выход энергии взрыва на несколько порядки величины.[18]

Отношение сверхновой

Сверху слева направо синяя сфера становится больше и имеет больше слоев. Крайний справа сфера взрывается. Снизу справа налево взорванная сфера превращается в закрученный диск с двумя яркими лучами света, выходящими из оси вращения.
Иллюстрация художника, показывающая жизнь массивная звезда как сверхновая, коллапсирует в черную дыру и испускает гамма-всплеск вдоль своей оси вращения Предоставлено: Николь Рейджер Фуллер / NSF.

Дэниел Райхарт из Чикагский университет и Тит Галама из Амстердамский университет независимо проанализировали оптическую кривую блеска GRB 970228, оба пришли к выводу, что основной объект, возможно, подвергся воздействию сверхновая звезда взрыв 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 в более ранней кривой блеска доминировала сама вспышка, а в более поздней кривой блеска - нижележащая кривая. Сверхновая типа Ic.[21] Райхарт отметил, что позднее послесвечение было краснее чем раннее послесвечение, наблюдение, которое противоречило предпочтительной в то время релятивистской модели огненного шара для механизма излучения гамма-всплесков. Он также заметил, что единственный гамма-всплеск с аналогичным временным профилем был GRB 980326,[20] для которых связь сверхновых уже была предложена Джошуа Блум.[22]

Альтернативное объяснение кривых блеска GRB 970228 и GRB 980326 связано с эхо 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 связи гамма-всплесков и сверхновых в конечном итоге были обнаружены в спектр из GRB 020813[24] и послесвечение GRB 030329.[25] Однако особенности, похожие на сверхновые, становятся очевидными только через несколько недель после вспышки, что оставляет возможность того, что очень ранние изменения светимости могут быть объяснены эхом от пыли.[26]

Принимающая галактика

В ночь с 12 на 13 марта Хорхе Мельник провели наблюдения за регионом с Телескоп новой технологии. Он обнаружил слабый туманность нашивка на месте взрыва, почти наверняка далекая галактика. Хотя имелась малая вероятность того, что вспышка и эта галактика не связаны, их позиционное совпадение явилось убедительным доказательством того, что гамма-всплески возникают в далеких галактиках, а не внутри Млечный Путь.[27] Этот вывод позже был подтвержден наблюдениями GRB 970508, первый всплеск красное смещение определенный.[28]

Положение послесвечения всплеска было заметно смещено от центроид родительской галактики, что фактически исключает возможность того, что вспышка возникла в активное ядро ​​галактики. Красное смещение галактики было позже определено как z = 0,695,[17] что соответствует расстоянию примерно 8.123×109 лы.[4] На таком расстоянии очередь выпустила бы в общей сложности 5.2×1044 J предполагая изотропный эмиссия.[29]

Примечания

  1. ^ а б c Groot 12 марта 1997
  2. ^ а б "GRB" указывает на то, что это событие было гамма-всплеском, а числа соответствуют формату ГГММДД, соответствующему дате, когда произошел всплеск: 28 февраля 1997 года.
  3. ^ Шиллинг 2002, п. 101
  4. ^ а б Преобразование красного смещения в расстояние, выполняемое онлайн-инструментами:
    Райт, Эдвард Л. (9 мая 2008 г.). "Космологический калькулятор Javascript Неда Райта". UCLA Отдел астрономии и астрофизики. Получено 2010-06-11.
  5. ^ Шиллинг 2002, стр. 12–16
  6. ^ Варендофф 2001, п. 381
  7. ^ а б c Коста 1997b
  8. ^ Шиллинг 2002, стр. 58–60
  9. ^ а б Коста 1997a
  10. ^ Zwart 2001
  11. ^ Херли 1997
  12. ^ Пачиньский 1993
  13. ^ Кац 1994
  14. ^ Панайтеску 2007, §2
  15. ^ Groot 14 марта 1997
  16. ^ Van Paradijs et al., 1997
  17. ^ а б Блум 2001
  18. ^ Хуан 2002
  19. ^ Шиллинг 2002, п. 173
  20. ^ а б Райхарт 1999
  21. ^ Галама 2000
  22. ^ Блум 1999
  23. ^ Райхарт 2001
  24. ^ Батлер 2003
  25. ^ Станек 2003
  26. ^ Моран 2005
  27. ^ Шиллинг 2002, п. 102
  28. ^ Райхарт 1998
  29. ^ Джорговски 1999

Рекомендации

внешняя ссылка