ГРБ 970508
Гамма-всплеск обнаружен 8 мая 1997 года
ГРБ 970508
Изображение оптического послесвечения GRB 970508, полученное через месяц после обнаружения всплеска
Тип событияГамма-всплеск 
Дата21:24  UTC
8 мая 1997 г.
СозвездиеЖираф 
прямое восхождение06 ч 53 м 49 с [1]
Склонение+79° 16′ 19.6″ [1]
Расстояние6 000 000 000 световых лет (1,8 × 10 9  пк)
Красное смещение0,835 ≤ z ≤ 2,3
Пиковая видимая величина19.6
Общая выработка энергии5 × 10 50 эрг (5 × 10 43 Дж )
Другие обозначенияГРБ 970508
 Связанные медиа на Commons
[править на Wikidata]

GRB 970508 — гамма-всплеск (GRB), обнаруженный 8 мая 1997 года в 21:42  UTC ; он имеет историческое значение как второй GRB (после GRB 970228 ) с обнаруженным послесвечением на других длинах волн, первый, для которого было проведено прямое измерение красного смещения послесвечения, и первый, обнаруженный на радиоволнах.

Гамма-всплеск — это очень яркая вспышка, связанная со взрывом в далекой галактике и производящая гамма-лучи , самую энергичную форму электромагнитного излучения , и часто сопровождаемая более длительным «послесвечением», испускаемым на более длинных волнах ( рентгеновском , ультрафиолетовом , оптическом , инфракрасном и радиодиапазоне ).

GRB 970508 был обнаружен монитором гамма-всплесков на итало-голландском рентгеновском астрономическом спутнике BeppoSAX . Астроном Марк Метцгер определил, что GRB 970508 произошел по крайней мере в 6 миллиардах  световых лет от Земли ; это было первое измерение расстояния до гамма-всплеска.

До этого всплеска астрономы не достигли консенсуса относительно того, насколько далеко от Земли происходят гамма-всплески. Некоторые поддерживали идею, что гамма-всплески происходят в пределах Млечного Пути , но они визуально слабы, поскольку не обладают высокой энергией. Другие пришли к выводу, что гамма-всплески происходят в других галактиках на космологических расстояниях и обладают чрезвычайно высокой энергией. Хотя возможность существования нескольких типов гамма-всплесков означала, что эти две теории не являются взаимоисключающими, измерение расстояния однозначно поместило источник гамма-всплеска за пределы Млечного Пути , фактически положив конец спору.

GRB 970508 также был первым всплеском с наблюдаемым радиочастотным послесвечением. Анализируя флуктуирующую силу радиосигналов, астроном Дейл Фрейл вычислил, что источник радиоволн расширился почти со скоростью света . Это дало веские доказательства того, что GRB являются релятивистски расширяющимися взрывами.

Открытие

Художественное представление BeppoSAX на орбите

Гамма-всплеск (GRB) — это очень яркая вспышка гамма-лучей — наиболее энергичной формы электромагнитного излучения . GRB были впервые обнаружены в 1967 году спутниками Vela (серия космических аппаратов, разработанных для обнаружения ядерных взрывов в космосе). [2] За первоначальным всплеском часто следует более длительное «послесвечение», испускаемое на более длинных волнах ( рентгеновское , ультрафиолетовое , оптическое , инфракрасное и радио ). Первым обнаруженным послесвечением GRB было рентгеновское послесвечение GRB 970228 , [3] которое было обнаружено BeppoSAX , итало-голландским спутником, изначально разработанным для изучения рентгеновских лучей. [4]

В четверг 8 мая 1997 года в 21:42 UTC монитор гамма-всплесков BeppoSAX зарегистрировал гамма-всплеск, который длился приблизительно 15 секунд. [5] [6] Он также был обнаружен Ulysses , автоматическим космическим зондом, разработанным для изучения Солнца , [7] и экспериментом по исследованию источников всплесков и переходных процессов (BATSE) на борту обсерватории гамма-излучения Комптона . [8] Всплеск также произошел в поле зрения одной из двух рентгеновских широкоугольных камер BeppoSAX. В течение нескольких часов команда BeppoSAX локализовала всплеск в поле ошибки — небольшой области вокруг определенного положения для учета ошибки в положении — диаметром приблизительно 10  угловых минут . [6]

Наблюдения

Очень большой массив в Нью -Мексико

После того, как приблизительное положение всплеска было определено, Энрико Коста из команды BeppoSAX связался с астрономом Дейлом Фрайлом из Very Large Array Национальной радиоастрономической обсерватории . Фрайл начал проводить наблюдения на длине волны 20 сантиметров в 01:30  UTC , менее чем через четыре часа после открытия. [9] Готовясь к своим наблюдениям, Фрайл связался с астрономом Станиславом Джорговски, который работал с телескопом Хейла . Джорговски немедленно сравнил свои изображения региона со старыми изображениями из Digitized Sky Survey , но он не нашел новых источников света в пределах поля ошибки. Марк Мецгер, коллега Джорговски из обсерватории Калифорнийского технологического института , провел более обширный анализ данных, но также не смог идентифицировать никаких новых источников света. [9]

На следующий вечер Джорговски снова наблюдал регион. Он сравнил изображения с обеих ночей, но в поле ошибок не было объектов, светимость которых уменьшилась между 8 и 9 мая. [10] Метцгер заметил один объект, светимость которого увеличилась, но он предположил, что это была переменная звезда, а не послесвечение гамма-всплеска. Титус Галама и Пол Гроот, члены исследовательской группы в Амстердаме под руководством Яна ван Парадейса , сравнили изображения, полученные телескопом WIYN 8 мая и телескопом Уильяма Гершеля 9 мая. Они также не смогли найти никаких источников света, которые бы потускнели за это время. [10]

После обнаружения рентгеновского послесвечения всплеска команда BeppoSAX предоставила более точную локализацию, и то, что Метцгер считал переменной звездой, все еще присутствовало в этом меньшем поле ошибки. И команда Калтеха, и команда Амстердама не решались публиковать какие-либо выводы относительно переменного объекта. 10 мая Говард Бонд из Научного института космического телескопа опубликовал свое открытие [11] , которое позже было подтверждено как оптическое послесвечение всплеска. [10]

В ночь с 10 на 11 мая 1997 года коллега Метцгера Чарльз Штейдель записал спектр переменного объекта в обсерватории WM Keck . [12] Затем он отправил данные Метцгеру, который после идентификации системы линий поглощения , связанных с магнием и железом, определил красное смещение z  = 0,8349 ± 0,0002, [13] [ 14] [15] что указывает на то, что свет от всплеска был поглощен материей примерно в 6 миллиардах световых лет от Земли. [16] Хотя красное смещение самого всплеска не было определено, поглощающее вещество обязательно располагалось между всплеском и Землей, что подразумевает, что сам всплеск был по крайней мере столь же далеко. [12] [17] Отсутствие особенностей леса Лайман-альфа в спектрах ограничило красное смещение до z  ≤ 2,3, [14] [15], в то время как дальнейшее исследование Дэниела Э. Рейхарта из Чикагского университета предположило красное смещение z  ≈ 1,09. Это был первый случай, когда ученым удалось измерить красное смещение гамма-всплеска. [18] [19] Несколько оптических спектров были также получены в обсерватории Калар-Альто в диапазонах длин волн 4300–7100  Å (430–710  нм ) и 3500–8000 Å (350–800 нм), но никаких эмиссионных линий идентифицировано не было. [20]

13 мая, через пять дней после первого обнаружения GRB 970508, Фрайл возобновил свои наблюдения с помощью Very Large Array. [21] Он провел наблюдения положения всплеска на длине волны 3,5 см и сразу же обнаружил сильный сигнал. [21] Через 24 часа сигнал на длине волны 3,5 см стал значительно сильнее, и он также обнаружил сигналы на длинах волн 6 и 21 см. [21] Это было первое подтвержденное наблюдение радиосвечения GRB. [21] [22] [23]

В течение следующего месяца Фрайл наблюдал, что светимость радиоисточника значительно колебалась изо дня в день, но в среднем увеличивалась. Колебания не происходили одновременно вдоль всех наблюдаемых длин волн, что Джереми Гудман из Принстонского университета объяснил как результат искривления радиоволн межзвездной плазмой в Млечном Пути. [22] [24] Такие радиомерцания (быстрые изменения радиосветимости объекта) происходят только тогда, когда источник имеет видимый диаметр менее 3 микросекунд дуги. [24]

Характеристики

Монитор гамма-всплесков BeppoSAX, работающий в диапазоне энергий 40–700  кэВ , зарегистрировал флюенс (1,85 ± 0,3) × 10−6 эрг  / см2 ( 1,85 ± 0,3 нДж /м2 ) , а широкоугольная камера (2–26 кэВ) зарегистрировала флюенс (0,7 ± 0,1) × 10−6 эрг  /см2 ( 0,7 ± 0,1 нДж/м2 ) . [25] BATSE (20–1000 кэВ) зарегистрировал флюенс (3,1 ± 0,2) × 10−6 эрг  /см2 ( 3,1 ± 0,2 нДж/м2 ) . [8]

Примерно через 5 часов после вспышки видимая величина объекта — логарифмическая мера его яркости, где большее число указывает на более слабый объект — составила 20,3 ± 0,3 в U-диапазоне (ультрафиолетовая область спектра) и 21,2 ± 0,1 в R-диапазоне (красная область спектра). [20] Послесвечение достигло своей максимальной светимости в обоих диапазонах примерно через 2 дня после того, как вспышка была впервые обнаружена — 19,6 ± 0,3 в U-диапазоне в 02:13 UTC 11 мая и 19,8 ± 0,2 в R-диапазоне в 20:55 UTC 10 мая. [20]

Джеймс Э. Роадс, астроном из Национальной обсерватории Китт-Пик , проанализировал всплеск и определил, что он не был сильно направленным . [26] Дальнейший анализ Фрейла и его коллег показал, что общая энергия, выделившаяся всплеском, составила приблизительно 5×10 50  эрг (5×10 43  Дж), а Роадс определил, что общая энергия гамма-излучения составила приблизительно 3×10 50  эрг (3×10 43  Дж). [27] Это означало, что гамма-излучение и кинетическая энергия выбросов всплеска были сопоставимы, что фактически исключало те модели гамма-всплесков, которые относительно неэффективны в производстве гамма-излучения. [27]

Шкала расстояний и модель выбросов

Изображение галактики, в которой находится GRB 970508, полученное в августе 1998 года.

До этого всплеска астрономы не достигли консенсуса относительно того, насколько далеко от Земли происходят гамма-всплески. Хотя изотропное распределение всплесков предполагало, что они не происходят в пределах диска Млечного Пути , некоторые астрономы поддержали идею, что они происходят в гало Млечного Пути , заключив, что всплески визуально слабы, потому что они не очень энергичны. Другие пришли к выводу, что гамма-всплески происходят в других галактиках на космологических расстояниях и что их можно обнаружить, потому что они чрезвычайно энергичны. Измерение расстояния и расчеты полного энерговыделения всплеска однозначно подтвердили последнюю теорию, фактически положив конец спору. [28]

В течение мая радиомерцания становились все менее заметными, пока не прекратились совсем. Это означает, что радиоисточник значительно расширился за время, прошедшее с момента обнаружения всплеска. Используя известное расстояние до источника и время, прошедшее до окончания мерцания, Фрайл вычислил, что радиоисточник расширился почти со скоростью света . [29] Хотя различные существующие модели уже охватывали понятие релятивистски расширяющегося огненного шара, это было первое весомое доказательство в поддержку такой модели. [30] [31]

Галактика-хозяин

Послесвечение GRB 970508 достигло пика общей светимости через 19,82 дня после обнаружения всплеска. Затем оно затухало со степенным наклоном в течение примерно 100 дней. [32] Послесвечение в конечном итоге исчезло, открыв хозяина всплеска, активно звездообразующую карликовую галактику с видимой величиной V =  25,4 ± 0,15. [32] [33] Галактика хорошо соответствовала экспоненциальному диску с эллиптичностью 0,70 ± 0,07. [32] Красное смещение оптического послесвечения GRB 970508, z  = 0,835, согласуется с красным смещением родительской галактики z  = 0,83, что позволяет предположить, что, в отличие от ранее наблюдавшихся всплесков, GRB 970508 мог быть связан с активным галактическим ядром . [32]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ab Джорджовски 1997
  2. ^ Шиллинг 2002, стр. 12–16
  3. ^ Коста 1997
  4. ^ Шиллинг 2002, стр. 58–60
  5. ^ Педерсен 1997
  6. ^ ab Schilling 2002, стр. 115–116
  7. ^ Пиан 1998
  8. ^ ab Kouveliotou 1997
  9. ^ ab Schilling 2002, стр. 116–117
  10. ^ abc Schilling 2002, стр. 118–120
  11. ^ Бонд 1997
  12. ^ ab Schilling 2002, стр. 121–123
  13. ^ Варендофф 2001, стр. 383
  14. ^ ab Мецгер 1997a
  15. ^ ab Мецгер 1997b
  16. ^ Кац 2002, стр. 148
  17. ^ Кац 2002, стр. 149
  18. ^ Шиллинг 2002, стр. 120
  19. ^ Рейхарт 1998
  20. ^ abc Кастро-Тирадо 1998
  21. ^ abcd Шиллинг 2002, стр. 124
  22. ^ ab Katz 2002, стр. 147
  23. ^ НРАО 1997
  24. ^ ab Schilling 2002, стр. 125
  25. ^ Галама 1998
  26. ^ Роадс 1999
  27. ^ ab Paczyński 1999, стр. 2
  28. ^ Шиллинг 2002, стр. 123
  29. ^ Ваксман 1998
  30. ^ Шиллинг 2002, стр. 126
  31. ^ Пиран 1999, стр. 23
  32. ^ abcd Фрухтер 2000
  33. ^ Блум 1998

Ссылки

Послушайте эту статью ( 16 минут )
Разговорный значок Википедии
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 3 февраля 2010 года и не отражает последующие правки. ( 2010-02-03 )
( Аудиопомощь  · Больше устных статей )
На Викискладе есть медиафайлы по теме GRB 970508 .
  • Bloom, JS; Djorgovski, SG; Kulkarni, SR; Frail, DA (1998-11-01). "Галактика-хозяин GRB 970508" (PDF) . The Astrophysical Journal . 507 (1). Калифорнийский технологический институт: L25 – L28 . arXiv : astro-ph/9807315 . Bibcode :1998ApJ...507L..25B. doi :10.1086/311682. S2CID  18107687 . Получено 15.03.2009 .
  • Бонд, Х. Э. (1997). "Циркуляр МАС 6654: 1997 см; GRB 970508". Международный астрономический союз . Получено 05.07.2011 .
  • Кастро-Тирадо, AJ; Горосабель, Хавьер; Бенитес, Нарцисо; Вольф, Кристиан; Фокенброк, Ральф; Мартинес-Гонсалес, Энрике; Кристен, Хельмут; Бройлс, Адрик; Педерсен, Хольгер; Грейнер, Йохен; Коста, Энрико; Фероци, Марко; Пиро, Луиджи; Фронтера, Филиппо; Никастро, Лучано; Палацци, Элиана; Бартолини, Коррадо; Гварниери, Адриано; Масетти, Никола; Пиччиони, Адальберто; Миньоли, Марко; Вольд, Магрет; Лейси, Марк; Биркл, Курт; Бродхерст, Том; Брандт, Соен; Лунд, Нильс (13 февраля 1998 г.). «Фотометрия и спектроскопия оптического аналога GRB 970508». Наука . 279 (5353): 1011– 1014. Bibcode : 1998Sci...279.1011C. doi : 10.1126/science.279.5353.1011. PMID  9461429.
  • Коста, Э.; Фронтера, Ф.; Хейзе, Дж.; Фероци, М.; Ин 'т Занд, Дж.; Фиоре, Ф.; Синти, Миннесота; Дал Фиуме, Д.; Никастро, Л.; Орландини, М.; Палацци, Э.; Раписарда, М.; Заваттини, Г.; Джагер, Р.; Пармар, А.; Оуэнс, А.; Моленди, С.; Кусумано, Г.; Маккароне, MC; Джарруссо, С.; Колетта, А.; Антонелли, Луизиана; Джомми, П.; Мюллер, Дж. М.; Пиро, Л.; Батлер, Р.К. (19 июня 1997 г.). «Открытие рентгеновского послесвечения, связанного со вспышкой гамма-излучения 28 февраля 1997 года». Природа . 387 (6635): 783– 785. arXiv : astro-ph/9706065 . Bibcode :1997Natur.387..783C. doi :10.1038/42885. S2CID  4260635.
  • Джорджовский, С.Г.; Мецгер, MR; Одеван, Южная Каролина; Гал, РР; Кулкарни, СР; Паре, Массачусетс; Фрайл, Д.А.; Коста, Э.; Фероци, М. (1997). «Циркуляр МАС 6655: GRB 970508». Международный астрономический союз . Проверено 5 июля 2011 г.
  • "Очень большой массив обнаруживает радиоизлучение от гамма-всплеска" (пресс-релиз). Национальная радиоастрономическая обсерватория. 1997-05-15 . Получено 2009-04-04 .
  • Фрухтер, А.С.; Пиан, Э.; Гиббонс, Р.; Торсетт, SE; Фергюсон, Х.; Петро, ​​Л.; Саху, КК; Ливио, М.; Каравео, П .; Фронтера, Ф.; Кувелиоту, К.; Макчетто, Д.; Палацци, Э.; Педерсен, Х.; Тавани, М.; Ван Парадейс, Дж. (20 декабря 2000 г.). «Наблюдения материнской галактики GRB 970508 космическим телескопом Хаббла». Астрофизический журнал . 545 (2): 664–669 . arXiv : astro-ph/9903236 . Бибкод : 2000ApJ...545..664F. дои : 10.1086/317870. S2CID  14856861. Получено 01.04.2009 .
  • Галама, Ти Джей; Грут, ПиДжей; Ван Парадийс, Дж.; Кувелиоту, К.; Стром, Р.Г.; Вайерс, RAMJ; Танвир, Н.; Блум, Дж.; Центурион, М.; Телтинг, Дж.; Руттен, РГМ; Смит, П.; Макки, К.; Смартт, С.; Бенн, К.; Хейзе, Дж.; Ин'т Занд, Дж. (10 апреля 1998 г.). «Оптическое продолжение GRB 970508» (PDF) . Астрофизический журнал . 497 (1): Л13 – Л16 . arXiv : astro-ph/9802160 . Бибкод : 1998ApJ...497L..13G. дои : 10.1086/311268. S2CID  118998539. Получено 04.04.2009 .
  • Кац, Джонатан И. (2002). Самые большие взрывы . Oxford University Press. ISBN 978-0-19-514570-0.
  • Kouveliotou, C.; Briggs, MS; Preece, R.; Fishman, GJ; Meegan, CA; Harmon, BA (1997). "Циркуляр IAU 6660: GRB 970508". Международный астрономический союз . Получено 05.07.2011 .
  • Мецгер, MR; Джорговски, SG; Штайдель, CC; Кулкарни, SR; Адельбергер, KL; Фрайл, DA (1997). "Циркуляр IAU 6655: GRB 970508". Международный астрономический союз . Получено 05.07.2011 .
  • Мецгер, MR; Джорговски, SG; Кулкарни, SR; Штайдель, CC; Адельбергер, KL; Фрайл, DA; Коста, E.; Фронтера, F. (1997b). "Спектральные ограничения на красное смещение оптического аналога всплеска γ-излучения 8 мая 1997 года". Nature . 387 (6636): 878– 880. Bibcode :1997Natur.387..878M. doi : 10.1038/43132 .
  • Пачинский, Богдан (1999). М. Ливио; Н. Панагия; К. Саху (ред.). Связь гамма-всплеска и сверхновой . Сверхновые и гамма-всплески: величайшие взрывы со времен Большого взрыва . Научный институт космического телескопа . стр.  1– 8. ISBN 0-521-79141-3.
  • Педерсон, Х.; Яунсен, АО; Грав, Т.; Остенсен, Р.; Андерсен, Мичиган; Уолд, М.; Кристен, Х.; Бройлс, А.; Наслунд, М.; Франссон, К.; Лейси, М.; Кастро-Тирадо, AJ; Горосабел, Дж.; Родригес Эспиноза, JM; Перес, AM; Вольф, К.; Фокенброк, Р.; Хьорт, Дж.; Мухли, П.; Хакала, П.; Пиро, Л.; Фероци, М.; Коста, Э.; Никастро, Л.; Палацци, Э.; Фронтера, Ф.; Мональди, Л.; Хейзе, Дж. (1998). «Доказательства разнообразного оптического излучения от источников гамма-всплесков». Астрофизический журнал . 496 (1): 311– 315. arXiv : astro-ph/9710322 . Bibcode : 1998ApJ...496..311P. doi : 10.1086/305385. S2CID  16614555.
  • Пиан, Э.; Фрухтер, А.С.; Бержерон, Ле; Торсетт, SE; Фронтера, Ф.; Тавани, М.; Коста, Э.; Фероци, М.; Халперн, Дж.; Лукас, РА; Никастро, Л.; Палацци, Э.; Пиро, Л.; Спаркс, В.; Кастро-Тирадо, AJ; Галл, Т.; Херли, К.; Педерсен, Х. (10 января 1998 г.). «Изображение оптического переходного процесса, связанного с GRB 970508, космическим телескопом Хаббл». Астрофизический журнал . 492 (2): Л103 – Л106 . arXiv : astro-ph/9710334 . Бибкод : 1998ApJ...492L.103P. дои : 10.1086/311101. S2CID  16143935.
  • Пиран, Цви (1999). М. Ливио; Н. Панагия; К. Саху (ред.). Огненные шары . Сверхновые и гамма-всплески: величайшие взрывы со времен Большого взрыва . Научный институт космического телескопа . стр.  17–35 . ISBN 0-521-79141-3.
  • Рейхарт, Дэниел Э. (1998-02-19). "Красное смещение GRB 970508". Astrophysical Journal Letters . 495 (2). Чикагский университет: L99 – L101 . arXiv : astro-ph/9712134 . Bibcode : 1998ApJ...495L..99R. doi : 10.1086/311222. S2CID  119394440.
  • Rhoads, James E. (1999-03-25). "Динамика и световые кривые послесвечения направленных гамма-всплесков". The Astrophysical Journal . 525 (2): 737– 749. arXiv : astro-ph/9903399 . Bibcode : 1999ApJ...525..737R. doi : 10.1086/307907. S2CID  15557456.
  • Шиллинг, Говерт (2002). Вспышка! Охота за самыми большими взрывами во вселенной . Кембридж: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-80053-2.
  • Варендофф, Мартин (2001). «Гамма-всплески». В Волкене Шенфельдере (ред.). Вселенная в гамма-лучах . Спрингер. стр.  367–396 . ISBN. 978-3-540-67874-8.
  • Waxman, E.; Kulkarni, SR; Frail, DA (1998-04-10). "Последствия радиосвечения от гамма-всплеска 8 мая 1997 года". Astrophysical Journal . 497 (1): 288– 293. arXiv : astro-ph/9709199 . Bibcode : 1998ApJ...497..288W. doi : 10.1086/305467. S2CID  119438251.

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=GRB_970508&oldid=1257582292"