На сайте Астрометрия Астрономические инструменты Астрономическое образование Астрофизика История астрономии Космонавтика, исследование космоса Любительская астрономия Планеты и Солнечная система Солнце

Рентгеновский транзиент XRF 020903, сверхновые и гамма-всплески -- звенья одной цепи или совпадение?
30.09.2002 15:20 | К. А. Постнов/ГАИШ, Москва

Мы неоднократно писали о последних достижениях в изучении космических гамма-всплесков. Пару дней назад, после относительного (летние отпуска?) "затишья" в этой области и "подведения промежуточных итогов" на большой международной конференции в Риме , интерес широкого круга астрофизиков к проблеме вновь всколыхнулся новыми данными наблюдений. На этот раз речь идет об оптических и радио наблюдениях послесвечения рентгеновской вспышки XRF 020903, проведенных в минувший уик-энд американскими астрономами (см. срочные сообщения в электронных циркулярах гамма-всплесков GCN 1553-1556 .

Подкласс "рентгеновских вспышек" (обозначаются как XRF yy/mm/dd) был выделен относительно недавно из космических гамма-всплесков, в основном благодаря наблюдениям на спутнике Beppo-SAX (см. работы группы под руководством Дж. Хайзе [J. Heise] и ссылки там). Коротко говоря, это транзиентные явления, очень похожие на гамма-всплески, но с основным энерговыделением в рентгеновском диапазоне. Одно из таких событий было зарегистрировано с борта ИСЗ HETE-2 3-го сентября 2002 г. и представляло собой короткий всплеск рентгеновского излучения в диапазоне 2-25 кэВ, зарегистрированный прибором WXM HETE-2 на уровне 10 сигма (см. Рис. 1).

Оптические наблюдения области локализации этой вспышки, проводились группой ученых из Калтеха на 5-м и 1.3-м телескопах обсерватории Маунт Паломар 4, 10 и 28 сентября и обнаружили сначала уменьшение блеска, а затем поярчание (на оптического транзиентного источника (ОТ), оставшегося на месте рентгеновской вспышки (т.н. оптическое послесвечение). Такое поведение оптических послесвечений встречается у некоторых гамма-всплесков и часто интерпретируется как свидетельство наличия сверхновой (СН), генетически связанной с гамма-всплеском: сначала видимый блеск ОТ определяется послесвечением (в модели -- синхротронное свечение электронов на фронте релятивистской ударной волны, тормозящейся при распространении во внешней среде), а по мере его спада (степенного по времени), становится видно излучение сверхновой, которое, наоборот, усиливается и достигает максимума на 20-30 день после всплеска. На Рис. 2 представлены данные оптических наблюдений (ромбы) и модель СН+ОТ для XRF 020903 в предположении красного смещения до источника z=0.25 (см. ниже) и кривой блеска пекулярной сверхновой SN 1998 bw, ассоциирующейся с GRB 980425. Здесь и далее рисунки взяты с сайта Калтеха (A.Soderberg et al.), на котором авторы анализируют данные своих наблюдений.

Того же дня 28 сентября на 6.5-м телескопе Магеллан авторы получили спектры слабой галактики, в которой обнаружен ОТ и предположительно и произошел XRF. Отчетливо видны узкие эмиссионные линии, отождествляемые с Бальмеровской серией водорода и запрещенными линиями кислорода [OII], [OIII} и неона [NeIII] на красном смещении . Если вычесть эти линии из спектра, то оставшийся непрерывный спектр (Рис. 3)

напоминает спектр сверхновой SN 1998 bw (Рис. 4)

Наконец, еще один факт -- радионаблюдения на антенной решетке VLA, проведенные той же коллаборацией исследователей 27 сентября 2002 г., обнаружили на месте ОТ яркий точечный радиоисточник (поток мЯн на частоте 8.46 ГГц), который не был ранее известен (верхний предел 1 мЯн на частоте 1.4 ГГц). Источник оказался переменным: 29 сентября его поток упал до 0.7 мЯн.

Зная расстояния и наблюдаемые потоки в разных диапазонах, легко подсчитать полное энерговыделение. Авторы суммируют свои открытия на двух, как мне кажется, очень показательных гистограммах -- гистограмме распределения максимальной радиосветимости известных сверхновых типа Ib/c (в том числе и ассоцирующейся с GRB 980425 SN 1998bw) и радиосветимости послесвечений гамма-всплесков (Рис. 5):

и гистограмме распределения изотропного энерговыделения известных гамма-всплесков и сверхновых типа Ib/c (Рис. 6):

На нижней панели гауссиана показывает (модельно-зависимое) преобразование наблюдаемой энергии гамма-всплесков с поправкой на угол раскрытия узкого джета, в котором происходит гамма-излучение.

Эти гистограммы показывают непрерывный переход радиосветимости и полного энерговыделения в сверхновых типа Ib/c и космических гамма-всплесков, что подкрепляет гипотезу об их генетической ассоциации. (Подробнее о наблюдениях и свойствах СН типа Ib/c можно почитать в кратком, но физически содержательном обзоре Д.Ю. Цветкова августовском номере УФН за 2002 г.)

Однако, как всегда, окончательные выводы делать преждевременно -- как показал А. Гал-Ям (Gal-Yam) из Тель-Авивского университета (см. GCN 1556), архивные оптические данные (старые добрые фотопластинки!) указывают на переменный блеск хозяйской галактики ОТ XRF 020903. Так что интерпретация этой рентгеновской вспышки неоднозначна -- сама галактика может иметь активное "радиогромкое" ядро, которое и ответственно за наблюдаемые нестационарные явления. Нужно подтверждение вариаций оптического излучения этого источника (увы -- весьма и весьма слабого, ). К сожалению в фототеке ГАИШ МГУ эта область (координаты J2000 ) отсутствует (проверил вместе с Н.Н. Самусем...), да и предельная звездная величина на ГАИШевских пластинах около 17... Но может быть, кто-нибудь когда-нибудь туда смотрел?

Публикации с ключевыми словами: Сверхновые - гамма-всплески Публикации со словами: Сверхновые - гамма-всплески
См. также: NGC 1097: спиральная галактика со сверхновой Обреченная звезда η Киля Сверхновая открыта в близкой спиральной галактике M101 Рентгеновские кольца вокруг гамма-всплеска Гамма-всплеск GRB 221009A Сверхновая выстреливает пульсар J0002 SN Реквием: сверхновая, которую увидели три раза Все публикации на ту же тему >>