GRB 970228

GRB 970228
GRB 970228 (телескоп Хаббл)
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
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?

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

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

В 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

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.] 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

В 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

  1. ↑ 1 2 3 Преобразование красного смещения в расстояние осуществлено с помощью онлайн инструмента
    Wright, Edward L. Ned Wright's Javascript Cosmology Calculator  (неопр.). UCLA Division of Astronomy & Astrophysics (9 мая 2008). Дата обращения: 11 июня 2010. Архивировано 11 сентября 2012 года.
  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

  • 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. — Bibcode: 2001ApJ...554..678B. — 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. — Bibcode: 1999Natur.401..453B. — 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. — Bibcode: 2003ApJ...597.1010B. — 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. — Bibcode: 1997Natur.387..783C. — 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. — Bibcode: 2000ApJ...534L.151E. — 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. — Bibcode: 2000ApJ...536..185G. — 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. — Bibcode: 1994ApJ...432L.107K. — 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. — Bibcode: 2005ApJ...632..438M. — 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. — Bibcode: 1993ApJ...418L...5P. — 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. — Bibcode: 2007RSPTA.365.1197P. — 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. — Bibcode: 1998ApJ...495L..99R. — 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. — Bibcode: 1999ApJ...521L.111R. — 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. — Bibcode: 2001ApJ...554..643R. — 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. — Bibcode: 2003ApJ...591L..17S. — 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. — Bibcode: 1997Natur.386..686V.
  • 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. — Bibcode: 2001MNRAS.328..951P. — arXiv:astro-ph/0006143.

Ссылки

  • Gamma-ray Burst 970228
  • BeppoSAX follow-up observations of the region of the Gamma-ray burst GRB 970228