GRB 970228
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.
| 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 | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
 Информация в Викиданных ? | |
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
правитьGRB 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
правитьВ 1993 году, Богдан Пачиньский[англ.]и Джеймс Роадс[англ.] опубликовали статью, в которой высказали предположение, что вещество источника, выброшенное с околосветовыми скоростями, формирует ударную волну, которая взаимодействует с магнитными полями, вызывая длительное синхротронное излучение 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.] и Исаак Ньютон[англ.]. 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.] 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
Дэниэл Рейхарт[англ.] из Чикагского университета и Титус Галама[англ.] 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[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.][17], которая согласно предположению Джошуа Блума[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.][21] и послесвечении GRB 030329[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
правитьВ ночь с 12 на 13 марта 1997 года Йорг Мельник[англ.] исследовал область GRB 970228 с помощью телескопа Нью Технолоджи[англ.] 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- ↑ 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 мая 2008). Дата обращения: 11 июня 2010. Архивировано 11 сентября 2012 года. - ↑ 1 2 3 Bloom 2001
- ↑ 1 2 «GRB» означает гамма-всплеск (англ. gamma-ray burst), число представляет собой дату обнаружения в формате ГГММДД.
- ↑ Schilling 2002, p. 101
- ↑ Varendoff 2001, p. 381
- ↑ 1 2 3 Costa 1997b
- ↑ Schilling 2002, pp. 58-60
- ↑ Hurley 1997
- ↑ 1 2 Groot 1997
- ↑ 1 2 Costa 1997a
- ↑ Zwart 2001
- ↑ Paczyński 1993
- ↑ Katz 1994
- ↑ Panaitescu 2007, § 2
- ↑ Huang 2002
- ↑ Schilling 2002, p. 173
- ↑ 1 2 Reichart 1999
- ↑ Galama 2000
- ↑ Bloom 1999
- ↑ Reichart 2001
- ↑ Butler 2003
- ↑ Stanek 2003
- ↑ Moran 2005
- ↑ Schilling 2002, p. 102
- ↑ Reichart 1998
- ↑ Djorgovski 1999
Литература
править- Bloom, J. S. et al. The redshift and the ordinary host galaxy of GRB 970228 (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2001. — Vol. 554, no. 2. — P. 678—683. — doi:10.1086/321398. — . — arXiv:astro-ph/0007244.
- Bloom, J. S. et al. The unusual afterglow of the γ-ray burst of 26 March 1998 as evidence for a supernova connection (англ.) // Nature : journal. — 1999. — 30 September (vol. 401, no. 6752). — P. 453—456. — doi:10.1038/46744. — . — arXiv:astro-ph/9905301.
- Butler, Nathaniel R. et al. The X-ray Afterglows of GRB 020813 and GRB 021004 with Chandra HETGS: Possible Evidence for a Supernova prior to GRB 020813 (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2003. — 10 November (vol. 597, no. 2). — P. 1010—1016. — doi:10.1086/378511. — . — arXiv:astro-ph/0303539.
- Costa, E. et al. (1997a) «IAU Circular 6572: GRB 970228; 1997aa». International Astronomical Union.
- Costa, E. et al. Discovery of an X-ray afterglow associated with the γ-ray burst of 28 February 1997 (англ.) // Nature : journal. — 1997. — Vol. 387, no. 6635. — P. 783—785. — doi:10.1038/42885. — . — arXiv:astro-ph/9706065.
- Djorgovski, George. GRB 970228: Redshift and properties of the host galaxy (англ.) // GCN Circulars : journal. — 1999. — 3 May (vol. 289).
- Esin, A. A. and Blandford, R. Dust Echoes from Gamma-Ray Bursts (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2000. — Vol. 534, no. 2. — P. L151—L154. — doi:10.1086/312670. — . — arXiv:astro-ph/0003415. — PMID 10813670.
- Fox, D. W. et al. (6 May 1997) «IAU Circular 6643: GRB 970228; 1997by». International Astronomical Union.
- Galama, T. J. et al. Evidence for a Supernova in Reanalyzed Optical and Near-Infrared Images of GRB 970228 (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2000. — 10 June (vol. 536, no. 1). — P. 185—194. — doi:10.1086/308909. — . — arXiv:astro-ph/9907264.
- Groot, P. J. et al. (12 March 1997) «IAU Circular 6584: GRB 970228». International Astronomical Union.
- Huang, Yong-feng et al. Are Gamma-ray Bursts Due to Isotropic Fireballs or Cylindrical Jets? (англ.) // Chinese Astronomy and Astrophysics : journal. — 2002. — Vol. 26, no. 4. — P. 414—423. — doi:10.1016/S0275-1062(02)00092-9.
- Hurley, K. et al. (8 March 1997) «IAU Circular 6578: GRB 970228». International Astronomical Union. Retrieved on 23 February 2010.
- Katz, J. I. Low-Frequency Spectra of Gamma-Ray Bursts (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1994. — Vol. 432, no. 2. — P. L107—L109. — doi:10.1086/187523. — . — arXiv:astro-ph/9312034.
- Moran, Jane A. and Reichart, Daniel E. Gamma-Ray Burst Dust Echoes Revisited: Expectations at Early Times (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2005. — 10 October (vol. 632, no. 1). — P. 438—442. — doi:10.1086/432634. — . — arXiv:astro-ph/0409390.
- Paczyński, Bohdan and Rhoads, James E. Radio Transients from Gamma-Ray Bursters (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 1993. — Vol. 418. — P. L5—L8. — doi:10.1086/187102. — . — arXiv:astro-ph/9307024.
- Panaitescu, A. Decay phases of Swift X-ray afterglows and the forward-shock model (англ.) // Philosophical Transactions of the Royal Society A : journal. — 2007. — 15 May (vol. 365, no. 1854). — P. 1197—1205. — doi:10.1098/rsta.2006.1985. — . — PMID 17293326.
- Pedichini, F. et al. (22 April 1997) «IAU Circular 6635: GRB 970228; C/1995 O1». International Astronomical Union.
- Reichart, Daniel E. The Redshift of GRB 970508 (англ.) // The Astrophysical Journal. — University of Chicago, 1998. — 19 February (vol. 495, no. 2). — P. L99—L101. — doi:10.1086/311222. — . — arXiv:astro-ph/9712134.
- Reichart, Daniel E. GRB 970228 Revisited: Evidence for a Supernova in the Light Curve and Late Spectral Energy Distribution of the Afterglow (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1999. — Vol. 521, no. 2. — P. L111—L115. — doi:10.1086/312203. — . — arXiv:astro-ph/9906079.
- Reichart, Daniel E. Light Curves and Spectra of Dust Echoes from Gamma-Ray Bursts and Their Afterglows: Continued Evidence That GRB 970228 Is Associated with a Supernova (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2001. — Vol. 554, no. 2. — P. 649—659. — doi:10.1086/321428. — . — arXiv:astro-ph/0012091.
- Schilling, Govert. Flash! The Hunt for the Biggest Explosions in the Universe (англ.). — Cambridge: Cambridge University Press, 2002. — ISBN 0-521-80053-6.
- Stanek, Krzysztof Z.; Matheson, T.; Garnavich, P. M.; Martini, P.; Berlind, P.; Caldwell, N.; Challis, P.; Brown, W. R.; Schild, R. Spectroscopic Discovery of the Supernova 2003dh Associated with GRB0303291 (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2003. — 12 June (vol. 591, no. 1). — P. L17—L20. — doi:10.1086/376976. — . — arXiv:astro-ph/0304173.
- van Paradijs, J. et al. Transient optical emission from the error box of the γ-ray burst of 28 February 1997 (англ.) // Nature : journal. — 1997. — Vol. 386, no. 6626. — P. 686—689. — doi:10.1038/386686a0. — .
- Varendoff, Martin (2001). "Gamma-Ray Bursts". In Volken Schönfelder (ed.). The Universe in Gamma Rays. Berlin: Springer-Verlag. ISBN 9783540678748.
- Zwart, Simon F. Portegies and Totani, Tomonori. Precessing jets interacting with interstellar material as the origin for the light curves of gamma-ray bursts (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. — Oxford University Press, 2001. — 17 August (vol. 328, no. 3). — P. 951—957. — doi:10.1046/j.1365-8711.2001.04913.x. — . — arXiv:astro-ph/0006143.