Новости науки 13.06.02. Короткие, жесткие гамма-всплески: завеса
приоткрывается?
Известно (см. К.А.Постнов УФН 1999, т. 165, N 5, с. 545 и ссылки
там), что космические гамма-всплески
по своей длительности и средним спектральным характеристикам четко
разделяются на два больших класса -- всплески с длительностью менее
2 секунд, имеющие жесткий спектр, и всплески с большей длительностью,
в среднем более мягкие. Последний класс многочисленнее (около 70%
всех всплесков) и активно изучается во всех диапазонах электромагнитного
спектра от радио до гамма благодаря отождествлению в рентгеновском
и оптическом диапазоне т.н. "послесвечений" гамма-всплесков, сопровождающих
гамма-всплеск в течение нескольких дней (в мягких рентгеновских
лучах ) и месяцев (в оптике). По современным представлениям, мягкие
длинные гамма-всплески со сложной временной структурой порождаются
релятивистскими ударными волнами в околозвездной среде при выделении
энергии около 1051 эрг в результате коллапса ядра массивной
звезды и образования быстровращающейся черной дыры, окруженной аккрецирующим
веществом (модель коллапсара или гиперновой, Вусли, Пачиньски).
Энергия, выделяемая при аккреции (или альтернативно -- электромагнитная
энергия, извлекаемая из эргосферы вращающейся черной дыры в магнитном
поле, механизм Блэндфорда-Знаека) направляется в узком джете вдоль
оси вращения и передается в кинетическую энергию барионов (около
10-5 Msun), захваченных в джет из оболочки
звезды. При этом в окружающем веществе образуются бесстолкновительные
релятивистские ударные волны, за фронтом которых формируется наблюдаемое
гамма-излучение при высвечивании тепловой энергии ускоренных в ударной
волне электронов в хаотическом магнитном поле (Месарош, Рис). Сопутствующие
этому явлению феномены (необычная сверхновая, образующаяся при разлете
оболочки звезды), как показывают некоторые наблюдения, действительно
могли иметь место для ряда гамма-всплесков.
Что же до коротких/жестких, лишенных временной структуры гамма-всплесков,
их происхождение до сих пор остается туманным. Главная причина --
отсутствие хорошей угловой локализации на небе. Большие надежды
возлагались на специализированный спутник HETE-2, работающий на
орбите полтора года,
но до недавнего времени по разным причинам короткие гамма-всплески
ускользали от отождествления.
Ситуация стала меняется полторы недели назад (31 мая), когда командой
HETE-2 было объявлено об обнаружении и градусной локализации жесткого,
относительно слабого всплеска GRB 020531 (поток в диапазоне 8-40
кэВ за время 1000 сек F ~ 10-7 эрг/см2 с длительностью
~200 мсек. Через пару дней (2 июня) после обработки данных межпланетных
станций Улисс и Марс-Одиссей положение этого всплеска было уточнено
с точностью до нескольких угловых минут. Уже через несколько часов
после всплеска (первые данные о локализации были распространены
через 88 минут) к наблюдениям подключились многие оптические обсерватории.
5 июня поле GRB 020531 наблюдалось рентгеновской обсерваторией Chandra,
которая обнаружили 10 точечных источников в уточненном боксе ошибок.
Для проверки источников на переменность, Chandra вновь наблюдала
эту область 10-11 июня. Выяснилось, что один из 10 источников стал
слабее, причем падение потока со временем (по сравнению с предыдущим
наблюдением) идет по закону t-1.3, типичному для рентгеновских
послесвечений мягких длинных гамма-всплесков. Именно этот источник
стал "кандидатом" на роль послесвечения от GRB 020531. На оптических
снимках 1-2 июня, сделанных на 5-м телескопе Маунт Паломар (Калифорния),
группа Шри Кулкарни обнаружила слабый протяженный объект (зв. величина
r'~22.4) в 1 угловой секунде от положения затухающего рентгеновского
источника. Вчера (12 июня) этот протяженный источник, предположительно
хозяйская галактика этого гамма-всплеска, наблюдался спектроскопически
на 10-м телескопе Кек-II на Гавайских островах. Оказалось что в
спектре видны линии, по которым предварительное красное смещение
галактики z=1.0. Если всплеск произошел именно в ней (а вероятность
случайного совпадения с точностью до 1 угловой секунды ничтожно
мала), то полное энерговыделение во всплеске (предполагая изотропию
излучения) оказывается DEiso~2-4 x 1051 эрг,
что прекрасно соответствует среднему энерговыделению отождествленных
длинных/мягких гамма-всплесков.
На снимке: Хозяйская галактике GRB 020531.
|