GRB 970228

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
GRB 970228
GRB 970228

GRB 970228 (телескоп Хаббл)
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000,0)
Созвездие

Орион

Прямое восхождение

05ч 01м 46.7с

Склонение

+11° 46′ 53.0″

Дата открытия

28 февраля 1997 года
02:58 UTC

Расстояние

8,1×109 св. лет[1]
2,5 Гпк
z = 0,695[2]

Физические характеристики
Свойства

T = 80 с
E = 5 2×1044 Дж

GRB 970228[3]гамма-всплеск, обнаруженный орбитальной обсерваторией BeppoSAX 28 февраля 1997 года в 02:58 UTC. Это был первый гамма-всплеск, после которого наблюдалось рентгеновское и оптическое послесвечение[4]. Ещё в 1993 году было предсказано, что гамма-всплески могут сопровождаться послесвечением в различных диапазонах волн (радиоволны, рентгеновские лучи, видимый свет), при наблюдении GRB 970228 это предположение было впервые подтверждено.

Всплеск имел несколько пиков на кривой яркости и длился около 80 секунд. Особенности кривой яркости позволяют предположить, что всплеску предшествовал взрыв сверхновой. Красное смещение источника (z = 0,695)[1] указывает на его внегалактическое происхождение.

Наблюдение[править | править вики-текст]

GRB 970228[3] был обнаружен 28 февраля 1997 года в 02:58 UTC монитором гамма-всплесков (Gamma-Ray Burst Monitor, GRBM) и одной из широкоугольных камер (Wide Field Camera, WFC) на борту BeppoSAX[5][6], итальянско-голландского спутника, предназначенного для изучения рентгеновского излучения[7] В течение нескольких часов группа аналитиков проекта BeppoSAX определила координаты всплеска с точностью до 3 угловых минут[6]. Всплеск был также обнаружен космическим аппаратом Улисс[8].

Всплеск произошёл в точке с координатами 05ч 01м 46.7с, +11° 46′ 53.0″[9] и длился около 80 секунд с несколькими максимумами на кривой яркости[10], которые, возможно, объясняются прецессией источника[11].

Послесвечение[править | править вики-текст]

В 1993 году, Богдан Пачиньский (англ.)русск. Джеймс Роадс (англ.)русск. опубликовали статью, в которой высказали предположение, что вещество источника, выброшенное с околосветовыми скоростями, формируют ударную волну, которая взаимодействует с магнитными полями, вызывая длительное синхротронное изучение в диапазоне радиочастот[12]. Позднее Джонатан Катц пришёл к выводу, что диапазон излучения не ограничивается радиоволнами и простирается в область рентгеновских лучей, включая видимый свет[13].

Узкоугольные детекторы BeppoSAX начали исследовать область возникновения GRB 970228 через 8 часов после его обнаружения[10]. В течение нескольких дней было обнаружено кратковременное рентгеновское излучение, спадавшее по степенному закону. Это было первое наблюдение эффекта послесвечения в истории исследования гамма-всплесков[6]. Степенной закон падения интенсивности излучения в настоящее время считается характерным признаком послесвечения гамма-всплесков, хотя показатель степени отличается для различных всплесков и различных стадий процесса[14].

Оптические снимки в точке GRB 970228 сделаны 1 и 8 марта телескопами Уильям Гершель (англ.)русск. и Исаак Ньютон (англ.)русск.. При сравнении снимков обнаружился объект, яркость которого уменьшилась и в видимом, и в инфракрасном диапазонах[9]. Это явление было интерпретировано как оптическое послесвечение гамма-всплеска[2]. Во время открытия гамма-всплесков считалось, что их излучение изотропно. Послесвечение всплеска GRB 970228, а также всплесков GRB 970508 и GRB 971214 (англ.)русск. показали, что излучение гамма-всплеска представляет собой узкий коллимированный луч. Это открытие заставило снизить оценку полной энергии всплеска на несколько порядков[15].

Связь со сверхновой[править | править вики-текст]

From top left to right, a blue sphere grows larger and gains more layers. At far right, the sphere explodes. From bottom right to left, the exploded sphere flattens out to a swirling disk with two bright beams of light coming out of the axis of rotation.
Эволюция массивной звезды: сверхновая, превращение в чёрную дыру, гамма-всплеск

Дэниэл Рейхарт (англ.)русск. из Чикагского университета и Титус Галама (англ.)русск. из Амстердамского университета независимо проанализировали оптическую кривую GRB 970228 и пришли к выводу, что гамма-всплеску в течение нескольких недель предшествовал взрыв сверхновой[16][17].

Галама обнаружил, что скорость падения светимости изменялась со временем. Наиболее медленно она падала 6—7 марта. Он пришёл к выводу, что на ранних стадиях светимость объекта определялась собственно всплеском, а в дальнейшем — находящейся в той же точке сверхновой типа Ic (англ.)русск.[18]. Рейхарт отметил, что на поздних стадиях спектр послесвечения сместился в красную область, что противоречило принятой в то время модели механизма излучения гамма-всплеска. Он также обнаружил, что сходное изменение спектра наблюдалось у GRB 980326 (англ.)русск.[17], которая согласно предположению Джошуа Блума (англ.)русск.[19] тоже была связана со сверхновой.

Альтернативное объяснение особенностей яркостных кривых GRB 970228 и GRB 980326 состоит в отражении света от космической пыли. Хотя для GRB 980236 не хватало данных, чтобы проверить эту гипотезу, Рейхарт показал, что особенности яркостной кривой GRB 970228 могли быть вызваны только сверхновой[20]. Решающий аргумент в пользу связи гамма-всплесков со сверхновыми был найден в спектре GRB 020813 (англ.)русск.[21] и послесвечении GRB 030329 (англ.)русск.[22]. Однако наличие сверхновой становится очевидной только через несколько недель после гамма-всплеска, оставляя вероятность того, что особенности яркостной кривой вызваны отражением от пыли[23].

Домашняя галактика[править | править вики-текст]

В ночь с 12 на 13 марта 1997 года Йорг Мельник (англ.)русск. исследовал область GRB 970228 с помощью телескопа Нью Технолоджи (англ.)русск. и обнаружил в этом месте слабую туманность, по всей видимости, удалённую галактику. Хотя существовала вероятность, что гамма-всплеск не был связан с этой галактикой, точное совпадение координат галактики и гамма-всплеска, свидетельствовал о том, что источник гамма-всплеска находился за пределами Млечного пути[24]. В дальнейшем локализация за пределами нашей галактики была доказана для GRB 970508, когда впервые было измерено красное смещение для гамма-всплеска[25].

Послесвечение располагалось на небольшом расстоянии от центра галактики, что свидетельствовало о том, что всплеск произошёл в активном ядре. В дальнейшем было измерено красное смещение галактики, которое оказалось равным z = 0.695[2], что соответствовало расстоянию 8 1×109 св. лет[1]. Полная энергия всплеска, исходя из предположения об изотропности излучения, составляет 5,2×1044 Дж[26].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Преобразование красного смещения в расстояние осуществлено с помощью онлайн инструмента
    Wright, Edward L. Ned Wright's Javascript Cosmology Calculator. UCLA Division of Astronomy & Astrophysics (9 May 2008). Проверено 11 июня 2010. Архивировано из первоисточника 11 сентября 2012.
  2. 1 2 3 Bloom 2001
  3. 1 2 «GRB» означает гамма-всплеск (англ. gamma-ray burst), число представляет собой дату обнаружения в формате ГГММДД.
  4. Schilling 2002, p. 101
  5. Varendoff 2001, p. 381
  6. 1 2 3 Costa 1997b
  7. Schilling 2002, pp. 58–60
  8. Hurley 1997
  9. 1 2 Groot 1997
  10. 1 2 Costa 1997a
  11. Zwart 2001
  12. Paczyński 1993
  13. Katz 1994
  14. Panaitescu 2007, §2
  15. Huang 2002
  16. Schilling 2002, p. 173
  17. 1 2 Reichart 1999
  18. Galama 2000
  19. Bloom 1999
  20. Reichart 2001
  21. Butler 2003
  22. Stanek 2003
  23. Moran 2005
  24. Schilling 2002, p. 102
  25. Reichart 1998
  26. Djorgovski 1999

Литература[править | править вики-текст]

  • Zwart, Simon F. Portegies and Totani, Tomonori (17 August 2001). «Precessing jets interacting with interstellar material as the origin for the light curves of gamma-ray bursts». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 328 (3): 951–957. DOI:10.1046/j.1365-8711.2001.04913.x. Bibcode:2001MNRAS.328..951P.

Ссылки[править | править вики-текст]