GRB 970228 - GRB 970228

GRB 970228
GRB 970228.jpg
Jiná označeníGRB 970228
Typ událostiGama záblesk  Upravte to na Wikidata
datum28. února 1997Upravte to na Wikidata
Doba trvání69 sekundUpravte to na Wikidata
NástrojBeppoSAX  Upravte to na Wikidata
SouhvězdíOrion  Upravte to na Wikidata
Správný vzestup05h 01m 46.7s
Deklinace+11° 46′ 53.0″[1]
EpochaJ2000
Vzdálenost8 123 000 000 ly (2,491×109 ks)
Rudý posuv0.695, 0.695 Upravte to na Wikidata
Celkový energetický výkon5.2×1044 J
Commons stránka Související média na Wikimedia Commons
[upravit na Wikidata ]

GRB 970228[2] byl první gama záblesk (GRB), pro které an dosvit bylo pozorováno.[3] Bylo zjištěno 28. února 1997 v 02:58 UTC. Od roku 1993 fyzici předpovídali, že po GRB bude následovat dosvit s nízkou energií (na vlnových délkách jako rádiové vlny, rentgenové záření, a dokonce viditelné světlo ), ale až do této události byly GRB pozorovány pouze velmi silně světelný výbuchy vysoké energie gama paprsky (nejenergetičtější forma elektromagnetická radiace ); to mělo za následek velké poziční nejistoty, které ponechaly jejich povahu velmi nejasnou.

Výbuch měl v sobě několik vrcholů světelná křivka a trvala přibližně 80 sekund. Zvláštnosti světelné křivky GRB 970228 naznačují, že a supernova mohlo dojít také. Pozice výbuchu se shodovala s galaxií asi 8,1 miliardysvětelné roky[4] pryč (a rudý posuv z = 0,695), poskytující včasné důkazy o tom, že GRB se vyskytují daleko za hranicí mléčná dráha; toto se rozhodně ukázalo o dva měsíce později s následným výbuchem GRB 970508.

Postřehy

Gama záblesk (GRB) je vysoce světelný záblesk gama paprsky, nejenergetičtější forma elektromagnetická radiace. GRB byly poprvé detekovány v roce 1967 Satelity Vela, série kosmických lodí určených k detekci jaderných výbuchů.[5]

GRB 970228[2] byl zjištěn 28. února 1997 v 02:58 UTC pomocí Gamma-Ray Burst Monitor (GRBM) a jedné ze širokoúhlých kamer (WFC) na palubě BeppoSAX,[6][7] italsko-nizozemský satelit původně navržený ke studiu rentgenových paprsků.[8] Výbuch trval přibližně 80 sekund a ve své světelné křivce měl několik vrcholů.[9] Záblesky gama záření mají velmi různorodé časové profily a není zcela pochopeno, proč některé záblesky mají více vrcholů a některé mají pouze jeden. Jedním možným vysvětlením je, že když dojde ke zdroji záblesku gama záření, vytvoří se několik vrcholů precese.[10]Během několika hodin tým BeppoSAX pomocí rentgenové detekce určil polohu dávky pomocí chybového pole - malá oblast kolem konkrétní polohy, která zohledňuje chyba v pozici - 3obloukové minuty.[7] Výbuch detekoval také Ulysses vesmírná sonda.[11]

Asi o jeden a devět dní později byly optické snímky chybového pole pořízeny pomocí Dalekohled Williama Herschela na La Palma; Srovnání obrazů odhalilo únikový bodový zdroj umístěný na a pravý vzestup z 05h 01m 46.7s a a deklinace + 11 ° 46 ′ 53,0 ″, poskytující první lokalizaci jakékoli arcsekundové přesnosti jakéhokoli záblesku gama záření.[1]

Pozdější obrazy poté, co bodový zdroj vybledl, odhalily slabou galaxii téměř ve stejné poloze, předpokládanou hostitelskou galaxii výbuchu; náhoda náhodných pozic byla nepravděpodobná, ale možná, takže kosmologický původ GRB nebyl přesvědčivý až do pozorování GRB 970508 asi o dva měsíce později.

Dosvit

V roce 1993 Bohdan Paczyński a James E. Rhoads publikovali článek argumentující, že bez ohledu na typ exploze, která způsobuje GRB, extrémní energetika GRB znamená, že hmota z těla hostitele musí být vyhozena na relativistické rychlosti během exploze. Předpovídali, že interakce mezi ejectou a mezihvězdná hmota by vytvořil šok vpředu. Pokud by se tato čelní strana rázu vyskytla v magnetickém poli, zrychlené elektrony v ní by vyzařovaly dlouhodobě synchrotronové záření v rádiové frekvence, fenomén, který by později byl označován jako rádiový dosvit.[12] Jonathan Katz později dospěl k závěru, že tato emise s nižší energií by se neomezovala pouze na rádiové vlny, ale měla by se pohybovat v rozmezí frekvencí od rádiových vln po rentgenové záření, počítaje v to viditelné světlo.[13]

Narrow Field Instruments na palubě BeppoSAX začaly provádět pozorování polohy GRB 970228 do osmi hodin od jeho detekce.[9] Byl detekován přechodný rentgenový zdroj, který vybledl s mocenský zákon sklon ve dnech následujících po výbuchu. Tento rentgen dosvit byl první dosvit GRB, který byl kdy detekován.[7] Rozpady podle zákona o energii byly od té doby uznány jako společný rys dosvitu GRB, ačkoli většina dosvitu se během různých fází jejich života rozpadá různou rychlostí.[14]

Byly pořízeny optické snímky polohy GRB 970228 ve dnech 1. a 8. března pomocí Dalekohled Williama Herschela a Dalekohled Isaaca Newtona. Porovnání obrazů odhalilo objekt, který u obou snížil svítivost viditelné světlo a infračervené světlo.[1] To byl optický dosvit záblesku. Hlubší následná pozorování pomocí Dalekohled nové technologie ukázal, že dosvit se shodoval se vzdálenou malou galaxií: první důkaz extragalaktické, kosmologické povahy záblesků gama záření.[15][16] Poté, co samy záblesky gama záření vybledly, byla provedena velmi hluboká pozorování Dalekohledy Keck ukázal základní galaxii, že má červený posun 0,695. Předpovězený dosvit rádia nebyl pro tento výbuch nikdy detekován.[17] V době objevu tohoto výbuchu se věřilo, že GRB emitují záření izotropicky. Dosvit z tohoto výbuchu a několika dalších - například GRB 970508 a GRB 971214 —Poskytl časný důkaz, že GRB emitují záření dovnitř kolimoval trysky, charakteristika, která snižuje celkový energetický výdej dávky o několik řádově.[18]

Vztah supernovy

Zleva doprava se modrá koule zvětšuje a získává další vrstvy. Zcela vpravo koule exploduje. Zprava doleva doleva se explodovaná koule zplošťuje na vířící disk se dvěma jasnými paprsky světla vycházejícími z osy otáčení.
Umělcova ilustrace znázorňující život a masivní hvězda jak to jde supernova, se zhroutí do černé díry a emituje gama záblesk podél své osy otáčení Uznání: Nicolle Rager Fuller / NSF

Daniel Reichart z University of Chicago a Titus Galama z University of Amsterdam nezávisle analyzoval křivku optického světla GRB 970228, oba dospěli k závěru, že hostitelský objekt mohl podstoupit a supernova exploze několik týdnů před výbuchem gama záření.[19][20]

Galama analyzovala světelnou křivku záblesku a zjistila, že jeho svítivost se v různých časech rozpadala různými rychlostmi. Svítivost se mezi 6. březnem a 7. dubnem rozpadala pomaleji než před a po těchto datech. Galama dospěla k závěru, že dřívější světelné křivce dominoval samotný záblesk, zatímco pozdější světelnou křivku vytvořil podklad Typ Ic supernova.[21] Reichart poznamenal, že pozdní dosvit byl červenější než časný dosvit, pozorování, které bylo v rozporu s tehdy preferovaným relativistickým modelem ohnivé koule pro emisní mechanismus gama záblesku. Poznamenal také, že jediný GRB s podobným časovým profilem byl GRB 980326,[20] pro který již byl navržen vztah supernovy Joshua Bloom.[22]

Alternativní vysvětlení zapojených světelných křivek GRB 970228 a GRB 980326 ozvěny prachu. Ačkoli GRB 980326 neposkytl dostatek informací k definitivnímu vyloučení tohoto vysvětlení, Reichart ukázal, že světelná křivka GRB 970228 mohla být způsobena pouze supernovou.[23] Definitivní důkazy spojující záblesky gama záření a supernovy byly nakonec nalezeny v spektrum z GRB 020813[24] a dosvit GRB 030329.[25] Funkce podobné supernově se však projeví až v týdnech následujících po výbuchu, což ponechává možnost, že velmi rané variace světelnosti lze vysvětlit ozvěnami prachu.[26]

Hostitelská galaxie

V noci mezi 12. a 13. březnem Jorge Melnick provedla pozorování regionu s Dalekohled nové technologie. Objevil slabost nebulární náplast na pozici výbuchu, téměř jistě vzdálená galaxie. Ačkoli existovala vzdálená šance, že výbuch a tato galaxie spolu nesouvisí, jejich poziční shoda poskytla silné důkazy o tom, že GRB se vyskytují spíše ve vzdálených galaxiích než uvnitř mléčná dráha.[27] Tento závěr byl později podpořen pozorováním GRB 970508, první výbuch, který má svůj rudý posuv odhodlaný.[28]

Poloha dosvitu záblesku byla měřitelně kompenzována od těžiště hostitelské galaxie, což účinně vylučuje možnost, že výbuch vznikl v aktivní galaktické jádro. Červený posuv galaxie byl později určen jako z = 0,695,[17] což odpovídá vzdálenosti přibližně 8.123×109 ly.[4] Na tuto vzdálenost by výbuch uvolnil celkem 5.2×1044 J za předpokladu izotropní emise.[29]

Poznámky

  1. ^ A b C Groot 12. března 1997
  2. ^ A b „GRB“ označuje, že událost byla zábleskem gama záření a čísla sledují formát YYMMDD odpovídající datu, kdy k záblesku došlo: 28. února 1997.
  3. ^ Schilling 2002, str. 101
  4. ^ A b Převod rudého posuvu na vzdálenost provedenou online nástroji:
    Wright, Edward L. (9. května 2008). „Ned Wrightova Javascriptová kosmologická kalkulačka“. UCLA Division of Astronomy & Astrophysics. Citováno 2010-06-11.
  5. ^ Schilling 2002, s. 12–16
  6. ^ Varendoff 2001, str. 381
  7. ^ A b C Costa 1997b
  8. ^ Schilling 2002, str. 58–60
  9. ^ A b Costa 1997a
  10. ^ Zwart 2001
  11. ^ Hurley 1997
  12. ^ Paczyński 1993
  13. ^ Katz 1994
  14. ^ Panaitescu 2007, §2
  15. ^ Groot 14. března 1997
  16. ^ Van Paradijs a kol., 1997
  17. ^ A b Bloom 2001
  18. ^ Huang 2002
  19. ^ Schilling 2002, str. 173
  20. ^ A b Reichart 1999
  21. ^ Galama 2000
  22. ^ Bloom 1999
  23. ^ Reichart 2001
  24. ^ Butler 2003
  25. ^ Stanek 2003
  26. ^ Moran 2005
  27. ^ Schilling 2002, str. 102
  28. ^ Reichart 1998
  29. ^ Djorgovski 1999

Reference

externí odkazy