Астронет > Рентгеновский транзиент XRF 020903, сверхновые и гамма-всплески -- звенья одной цепи или совпадение?

Астронет: К. А. Постнов/ГАИШ Рентгеновский транзиент XRF 020903, сверхновые и гамма-всплески -- звенья одной цепи или совпадение?
http://variable-stars.ru/db/msg/1179921

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 $\Delta R \sim 0.2-0.3^m$ 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 $z=0.25\pm 0.01$ . 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 $\sim 1.1$ 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, $R\sim 22^m$ ). К сожалению в фототеке ГАИШ МГУ эта область (координаты J2000 $RA= 22:48:42.34, DEC=-20:46:09.3$ ) 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?