GRB 970228«GRB» (скорочення від ) означає «гамма-спалах»; подальше число позначає дату (у форматі РРММДД), коли спалах стався. Номер 970228 відповідає 28 лютого 1997 року. — перший гамма-спалах (ГС), для якого спостерігалося післясвітіння.Schilling 2002, p. 101 Виявлений 28 лютого 1997 о 2:58 UTC. З 1993 року фізики передбачили гамма-спалахи, які будуть супроводжуватися нижчою енергією післясвітіння (на довжинах радіохвиль, рентгенівських променів і навіть видимого світла), але до гама-спалаху GRB 970228 це явище спостерігали лише у високосвітних сплесках високоенергетичних гамма-променів (найенергійніша форма електромагнітного випромінювання).
Сплеск мав кілька піків на кривій блиску і тривав близько 80 секунд. Після дослідження особливостей кривої блиску GRB 970228 було зроблено припущення про можливість утворення наднової. Координати сплеску збіглися координатами галактики, яка перебуває на відстані близько 8,1 млрд світлових років від Землі (червоний зсув z = 0,695). Це стало одним з перших доказів того, що гамма-спалахи відбуваються далеко за межами Чумацького Шляху.
Спостереження Гамма-сплеск — це спалах гамма-променів (електромагнітне випромінювання з найбільшою енергією) з великою світністю. Гамма-спалахи були вперше виявлені 1967 року супутниками Vela, серією космічних апаратів, призначених для виявлення ядерних вибухів у космосі.Schilling 2002, pp. 12–16
GRB 970228 був виявлений 28 лютого 1997 о 2:58 UTC детектором гамма-сплесків (GRBM) і ширококутними польовими камерами (WFCS) на борту BeppoSAX,Varendoff 2001, p. 381Costa 1997b італійсько-нідерландського супутника, початково призначеного для вивчення рентгенівських променів.Schilling 2002, pp. 58–60 Протягом декількох годин, команда BeppoSAX визначила координати ГС з похибкою в 3 кутові мінути. Сплеск був також зареєстрований космічним зондом Ulysses.Hurley 1997
Сплеск був локалізований під прямим піднесенням 5 год 01 хв 46.7 с і схиленням на оптичних зображеннях, отриманих за допомогою телескопа Вільяма Гершеля у Ла-Пальмі. Ці дані стали першими, за допомогою яких вдалося з точністю до кутових секунд обрахувати координати гамма-сплеску. Цей гамма-сплеск тривав близько 80 секунд і мав кілька піків на кривій блиску.Costa 1997a Гамма-сплески мають дуже різноманітні часові профілі, і ще досі не до кінця зрозуміло, чому деякі сплески мають численні піки, а деякі — лише один. Одним з можливих пояснень є те, що множинні піки утворюються, коли джерело гамма-сплеску прецесує.Zwart 2001
Післясвітіння У 1993 році Богдан Пачінскі і Джеймс Е. Роудс опублікували статтю, в якій стверджували, що, незалежно від типу вибуху, який їх викликає, екстремальні значення енергії електро-магнітного випромінювання гамма-сплесків означають, що речовина об'єкта, який в ньому бере участь, під час вибуху викидається у космічний простір з релятивістською швидкістю. Вони передбачали, що взаємодія між викинутою речовиною та міжзоряним середовищем створить ударну хвилю. Якщо фронт ударної хвилі поширюється в магнітному полі, прискорені електрони в ньому будуть випромінювати тривале синхротронне випромінювання в радіо діапазоні. Це явище вчені пізніше назвали радіо післясвітінням.Paczyński 1993 Джонатан Катц пізніше дійшов висновку, що це випромінювання не буде обмежене лише діапазоном радіохвиль, а належатиме діапазону частот від радіохвиль до рентгенівських променів, в тому числі й видимого світла.Katz 1994
Через вісім годин після детектування за допомогою обладнання для вузькопольових досліджень на борту BeppoSAX почали спостерігати за областю розташування гамма-сплеску GRB 970228. За кілька днів після цього було виявлено перехідне джерело рентгенівського випромінювання, яке загасало за степеневим законом. Це рентгенівське післясвітіння гамма-сплесків було першим, яке вдалося зареєструвати. Відтоді степеневий закон згасання вважають ознакою, притаманною післясвітінню гамма-сплесків, хоча швидкість згасання є різною для різних інтервалів затухання.Panaitescu 2007, § 2
Оптичні зображення ділянки GRB 970228 були отримані 1 й 8 березня за допомогою телескопа Вільяма Гершеля і телескопа Ісаака Ньютона. При порівнянні зображень було виявлено об'єкт, який зменшив свою світність як у видимому, так і в інфрачервоному світлі.Groot 12 March 1997 Це було післясвітіння гамма-спалаху в оптичному діапазоні. Подальші детальніші спостереження з використанням телескопа Нью Технолоджі показали, що координати післясвітіння збіглися з координатами далекої, малої галактики: це стало першим свідченням позагалактичної, космологічної природи гамма-сплесків.Groot 14 March 1997Van Paradijs et al., 1997 Після того, як гамма-сплеск вже згас, дуже глибокі спостереження, здійснені за допомогою телескопів Кек показали, що вищезгадана галактика мала червоне зміщення z=0,695. Передбаченого для цього гамма-сплеску післясвітіння в радіо діапазоні не було виявлено. На момент відкриття цього сплеску, вважалося, що випромінювання гамма-спалахів ізотропне. Післясвічення цього сплеску, як і деяких інших, наприклад, та , стали переконливим доказом, що випромінювання гамма-спалахів зосереджено в колімованих струменях, що дозволяє зменшити повне виділення енергії вибуху (сплеску) на кілька порядків величини.Huang 2002
Зв'язок з надновою Деніел Рейхарт із Чиказького університету і Тітус Галама з Амстердамського університету незалежно один від одного проаналізували оптичну криву GRB 970228 і дійшли висновку, що за декілька тижнів до гамма-сплеску йому передував спалах наднової.Schilling 2002, p. 173Reichart 1999
Галама виявив, що швидкість спадання світності змінювалася з часом. Найповільніше вона спадала 6-7 березня. Він дійшов висновку, що на ранніх стадіях світність об'єкта визначалася власне сплеском, але пізніше — надновою типу Ic, яка розташовувалася в тій же точці.Galama 2000 Рейхарт зазначив, що на пізніх стадіях спектр післясвітіння зсунувся в червону область, що суперечило прийнятій в той час моделі механізму випромінювання гамма-сплесків. Він також виявив, що подібна зміна спектра спостерігалася в гамма-сплеску GRB 980326, який, згідно з припущенням Джошуа Блума, теж пов'язаний із надновою.Bloom 1999
Альтернативне пояснення особливостей яскравості кривих GRB 970228 і GRB 980326 полягає у відбиванні світла від космічного пилу. Хоча для GRB 980236 бракувало даних, щоб перевірити цю гіпотезу, Рейхарт показав, що особливості кривої світності GRB 970228 могли бути викликані тільки надновою.Reichart 2001 Вирішальний аргумент на користь зв'язку гамма-сплесків з надновими було знайдено в спектрі GRB 020813Butler 2003 і післясвітінні .Stanek 2003 Однак наявність наднової стає очевидною тільки через декілька тижнів після гамма-сплеску, залишаючи ймовірність того, що особливості кривої світності викликані відбиванням від пилу.Moran 2005
Домашня галактика Вночі з 12 на 13 березня 1997 року Йорг Мельник досліджував область GRB 970228 за допомогою телескопа Нью Технолоджі і виявив у цьому місці слабку туманність, ймовірно, віддалену галактику. Хоча існувала ймовірність, що гамма-сплеск не був пов'язаний з цією галактикою, точний збіг координат галактики і гамма-сплеску, свідчив про те, що джерело гамма-сплеску перебувало за межами Чумацького шляху.Schilling 2002, p. 102 Згодом локалізація гамма-спалахів поза межами нашої галактики була доведена для GRB 970508, коли вперше було виміряне червоне зміщення для гамма-сплеску.Reichart 1998
Післясвітіння розташовувалося на невеликій відстані від центру галактики, що свідчило про те, що сплеск стався в активному ядрі. Надалі було виміряно червоне зміщення галактики, яке виявилося рівним z = 0.695,Bloom 2001 що відповідало відстані 8,1 × 109 св. років.Космологічну відстань було обчислено за допомогою онлайн-системи: Повна енергія сплеску, виходячи з припущення про ізотропність випромінювання, становить 5,2 × 1044 Дж.Djorgovski 1999
Примітки
Джерела
Costa, E. et al. (1997a) «IAU Circular 6572: GRB 970228; 1997aa ». International Astronomical Union.
Fox, D. W. et al. (6 May 1997) «IAU Circular 6643: GRB 970228; 1997by ». International Astronomical Union.
Groot, P. J. et al. (12 March 1997) «IAU Circular 6584: GRB 970228 ». International Astronomical Union. Groot, P. J. et al. (14 March 1997) «IAU Circular 6588: GRB 970228 ». International Astronomical Union.
Hurley, K. et al. (8 March 1997) «IAU Circular 6578: GRB 970228 ». International Astronomical Union. Retrieved on 23 February 2010.
Pedichini, F. et al. (22 April 1997) «IAU Circular 6635: GRB 970228; C/1995 O1 ». International Astronomical Union.
Посилання GRB 970228 BeppoSAX follow-up observations of the region of the Gamma-ray burst GRB 970228