Optical counterparts of GRBs - наблюдение любительскими средствами (?)

[diant]

С большим интересом начну такую тему, о которой впервые услышал сегодня утром. И поскольку я в ней полный ночь - интерес повышен.
Сразу оговорка - эта тема НЕ О ПОСЛЕСВЕЧЕНИЯХ. Ту тему видел, она не о том. Эта тема об оптических двойниках GRB, фиксируемых ПРЯМО в момент гамма-всплеска.

Все, что я на сейчас (за пару часов) успел узнать суть следующее.
Сначала утром, встретившись с Владимиром Николаевичем Ивановым по поводу пришедшей камеры QHY, узнал о него фантастическую вещь. Оказывается, обычная алл-скай камера с хорошим светосильным (f/1.2) объективом-фишаем может ловить на небе самые яркие GRB в оптике (у него она стоит в Крыму). Он назвал их блеск "до 5m". Моя интуиция сразу воскликнула "не может быть!", но поскольку я в теме полный ночь, подумалось, что надо этот вопрос сперва изучить глубже. Тем более, что ВН сказал также, что подобные вспышки-кандидаты он фиксировал и отправлял Липунову, с которым они это дело обуждали.

И второе. Поговорил со Стасом Коротким. Он говорит - 5m редчайшее событие. Даже 10m "раз в десять лет" (навскидку он оценил). И потом он еще добавил, что в оптике максимум может быть чуть позже гамма-всплеска (десятки секунд задержки) и что есть специальные телескопы, которые следят за соответствующими орбитальными гамма-обсерваториями, снимая синхронно с ними в оптике те же площадки. Поэтому статистика по оптическим двойника есть и она совсем не такая радужная, как "5m".

Это пока все, что я знаю.
Подумалось, что любителям по силам сделать "ежа" из 10-12 связок типа 533/585-10/14мм ширики и покрыть ими небо с блеском около 10m на достаточно коротких выдержках. Только как я понимаю, очень большая проблема с софтом, чтобы он отсекал вспышки от спутников, выспышки от известных UV-Ceti и т.п.

Интересно послушать мнения тех, кто изучал вопрос серьезно, и еще - хорошо было бы почитать обзор на эту тему, а то мне попадаются сплошные статьи на тему "t+1000" и т.п. Может кто знает такой обзор?

[diant]

Так, первая весточка в копилку - GRB 080319B.
15 марта 2008. z = 0.937 (7,5 млрд св лет)

В оптике пик был между 5m и 6m. В Вики пишут, что примерно полминуты вспышка была видна невооруженным глазом (то есть ярче ~6m), и около минуты она держалась ярче 9m. Такое и правда хорошей алл-скай камерой было бы видно, если бы у нее 15-30 сек экспозиции на кадр были.

Ниже прилагается график блеска из работы Bloom et al, 2009. И, сказать по правде, это впечатляет. То есть, можно лежать где-нибудь под темным небом, мечтать и вот так случайно узреть мимолетный транзиент, который на поверку оказывается вспышкой очень мощной СН где-то на другом конце Вселенной. Это реально сильно.
Но пока что Стас и как я понимаю общая статистика говорит, что такого рода события - редчайшие.

[Foma]

Интересно послушать мнения тех, кто изучал вопрос серьезно, и еще - хорошо было бы почитать обзор на эту тему, а то мне попадаются сплошные статьи на тему "t+1000" и т.п. Может кто знает такой обзор?

Ищите по ключевому слову "prompt", под которым понимается излучение непосредственно в момент гамма-всплеска. В оптическом диапазоне таких событий действительно известно немного, ~10 за 20 лет наблюдений. Из них всего два были ярче 10m: GRB 080319B с пиковой V~5.9m и GRB 160625B с V~7.9m.
В arXiv:2308.05148 описано текущее состояние вопроса и представлены результаты поиска быстрого оптического свечения гамма-всплесков силами TESS. Это спутник для поиска транзитных экзопланет, там несколько камер с общим покрытием 2000 кв.градусов и экспозицией 200 с. За 5 лет наблюдений в их поле зрения вспыхнули десятки GRB, TESS увидел продолжительное оптическое послесвечение от 8 GRB и быстрый свет от 4 GRB, на уровне Tmag~14...17. Четыре слабых события при общем объеме данных ~10000 deg²*year  - как по мне, это ставит крест на любительских перспективах.

[SERIV]

Четыре слабых события при общем объеме данных ~10000 deg2*year  - как по мне, это ставит крест на любительских перспективах.

Абсолютно с Вами согласен! Технически организовать такой патруль можно даже любительскими средствами.  Проблема в огромной редкости событий. А если  в момент вспышки пасмурная погода? Ждать 10 лет следующей? Вторя проблема - как найти объект 10-й величины, если на всех снимках это и есть предел 10-я величина? Это должен быть некий, узкоспециализированный софт, работающий именно по низким SNR, меньше 5-7. Наверняка, без помощи ИИ тут не обойтись. Третья проблема - наличие свободного времени. Обычно у ЛА  есть семья и работа, т.е. нужно найти время на организацию таких поисков ярких GRB. Поэтому, маловероятно,  что кто-то из ЛА решится на подобное. У меня олл-скай камера снимает с 2019 года более-менее регулярно. Я ищу яркие метеоры и болиды, иногда оцениваю яркость переменных звезд. Но вспышки на снимках есть каждую ночь. Там 99,999% это блики ИСЗ, космического мусора. Очень малая доля это могут быть вспышки не в Солнечной Системе, например, вспышки звезд типа UV Кита. Хотя, даже с пределом на снимках 8-8,5, слабо верится в подобное. Очень хочется зафиксировать подъем яркости повторной Новой T CrB.  Ну и бонусом идут СО, Авроры, cпрайты.

[diant]

Foma, большое спасибо за ответ и за обзор - уже изучаю его.

например, вспышки звезд типа UV Кита. ... Ну и бонусом идут СО, Авроры, cпрайты.

А что такое СО?
И очень интересна статистика по вспышкам UV Кита. Вы не могли бы примерно ценить их частоту в духе "одна вспышка на N кв. градусов в сутки ярче Xm"?

[Mirali]

А что такое СО?

Добрый день!
Предположу, что Серебристые Облака?
С уважением, Мирали

[diant]

Саша, спасибо, ну конечно они, это я не сообразил, голова плохо варит.

[diant]

И очень интересна статистика по вспышкам UV Кита. Вы не могли бы примерно ценить их частоту в духе "одна вспышка на N кв. градусов в сутки ярче Xm"?

Поговорил сейчас со Стасом на эту тему - его оценка (по опыту его обзоров на астроферме), что наверное на все небо за ночь с десяток UV Ceti ярче 13-14m вспыхивает. Может и больше.

[SERIV]

Поговорил сейчас со Стасом на эту тему - его оценка (по опыту его обзоров на астроферме), что наверное на все небо за ночь с десяток UV Ceti ярче 13-14m вспыхивает. Может и больше.

Где-то так и есть. VSX дает 121 звезду типа UV до 13-й величины на всем северном полушарии. Самая яркая 36 Dra 5-й величины, на амплитуда маленькая - всего лишь 0,004 зв.вел.

[diant]

Миша Грехов прислал сейчас интересную информацию.
Около САО стоит скоростная система ММТ из 10 камер (целостаты + объективы Canon + sCMOS матрицы Andor NEO), которые отстреливают в режиме мониторинга (L-канал) 900 кв. градусов неба. Это конечно не алл-скай мониторинг, зато там временное разрешение 0,1 сек с порогом около 12m. И им удалось прописать в оптике всю вспышку GRB 160625B с блеском 8.5m. Эта же команда в 2016 описывает интересный проект SAINT - нечто из области фантастики, кмк, или это уже реализуется? Пока не знаю...

Краткое описание системы - раз, два.

[diant]

По ходу еще узнал, что после отсева вспышек от околоземных КА и космиков, первыми по числу уловлений в подобного рода обзорах быстрых транзиентов будут не только вспыхивающие UV красные карлики, но и UVN. Но кажется у последних динамика более продолжительная и тем самым они будут по кривой блеска различаться с оптическими двойниками GRB.
И плюс сюда же будут примешиваться Irregular eruptive stars, но про динамику их вспышек ничего не ведаю (((

И пара интересных диаграмм. Общая статистика по переменным звездам из GCVS на 2014 год, и расшифровка по разделу эруптивных.

PS. Просьба, если кто может, дайте пожалуйста прямую ссылку на каталог ярчайших переменных типа UV Ceti. Не могу найти.

[diant]

После знакомства с обзором 2024 года по "prompt optical counterparts of GRBs", увы, тоже прихожу к выводу, что поймать такую штуку в оптике любителю "на арапа" шансы очень маленькие. А на алл-скай тем более, ввиду уникальности событий типа "6m". Зато если внимательно изучить графики послесвечения, представленные в обзоре по нескольким GRB, то любителям с хорошей апертурой вполне по силам получить в первые часы после гамма-всплеска несколько снимков в оптике, которые достанут до ярких хвостов "промптов" (где-то в области 16-19m), и по этим снимкам даже построить грубую кривую динамики угасания. Но это уже видимо давно делается на специальных инструментах. Как я понимаю, тут главный ключ - получить быструю "телеграмму" о зафиксированном GRB с локализацией в пределах десятков минут. Где у нас такие телеграммы раздаются?

Ну а тему, наверное, можно пока закрыть на ближайшие год-два.

[SERIV]

PS. Просьба, если кто может, дайте пожалуйста прямую ссылку на каталог ярчайших переменных типа UV Ceti. Не могу найти.

aavso.org/vsx  Отобрал для Вас все UV до 13-й величины на северном полушарии. При желании, можете сделать аналогичный запрос для южного полушария.

[SERIV]

Общая статистика по переменным звездам из GCVS на 2014 год,

Сейчас наиболее актуальная и " cвежая" информация по переменным звездам -  VSX. Там уже более 10,2 млн. звезд.

[Алексей Юдин]

Но это уже видимо давно делается на специальных инструментах. Как я понимаю, тут главный ключ - получить быструю "телеграмму" о зафиксированном GRB с локализацией в пределах десятков минут. Где у нас такие телеграммы раздаются?

Система МАСТЕР давно включает камеры широкого поля на базе 50 мм фотообъектива и матриц 24х36 мм.
http://www.pereplet.ru/lipunov/669.html#669

[diant]

Сейчас наиболее актуальная и " cвежая" информация по переменным звездам -  VSX. Там уже более 10,2 млн. звезд.

Увы, не умею ею пользоваться. Зашел по адресу "aavso.org/vsx" и не смог там выудить даже такой список, который вы сделали (до 13m). Научите, как с ней общаться.
А ваш список конвертировал в Эксель и он очень удобен. Расширил бы его и до 15m.

Система МАСТЕР давно включает камеры широкого поля на базе 50 мм фотообъектива и матриц 24х36 мм.
http://www.pereplet.ru/lipunov/669.html#669

Эта система покрывает все небо с временнЫм разрешением лучше 1 минуты?

[Алексей Юдин]

Эта система покрывает все небо с временнЫм разрешением лучше 1 минуты?

Нет, она просто быстро реагирует на алерт, это параллельный канал к основным телескопам, можно с первых кадров накрыть яркий объект при его непопадании в основные трубы.

[diant]

То есть она может взять промпт, то если есть прекурсор, а если нет - только хвост. А тема как раз про стабильный мониторинг оптических промптов. Алеша, как быть? Или пока это не под силу никому, даже профи?

[Алексей Юдин]

Алеша, как быть? Или пока это не под силу никому, даже профи?

Да вполне под силу. Слышал, что даже ранние предложения по комплексу "Окно" имели вид смотрящего кластера из очень большого количества широкопольных телескопчиков. Остановила не только и не столько дороговизна объективов и фотоприёмных устройств, сколько слабость тогдашней ВТ вообще и советской - особенно!

Сейчас с обработкой огромных потоков проблем никаких нет, поэтому спокойно можно ставить кластер из качественных фотообъективов и высокоразрешающих матриц.

Вопросов два - оптимум параметров и цена.

Например, в "тяжёлом" классе есть проект ARGUS - 1200 телескопов 28 см с пиксельным масштабом 1". 8000 кв. град. мгновенное поле, 17m за 1с, 20,5m за минуту. https://argus.unc.edu/specifications

Предлагаемый мной аналог - кластер на основе 30 см телескопа с полем 70 кв. градусов, пиксельный масштаб 2". Да, проницание пониже, зато можно всего лишь 120-ю телескопами получить то же поле, либо, скажем, улучшить покрытие к горизонту и иметь 70% покрытие полусферы с помощью 200 телескопов. И ставить такие точки в погожих местах Земли, с покрытием по широте и долготе, раз интересует смотрящий режим.

Если же мы пойдём в лёгкий класс, то интересна, например, свежая Sigma 135/1.4 в сочетании с QHY600. 154 кв. град. 5,74" масштаб. 70-100 каналов - вполне приемлемо для небогатых учреждений науки.

Любителю же, не готовому тратить ~1M+$, а которому жгут ляжку считанные десятки килобаксов, остаётся вариант типа Viltrox 35/1.2 LAB. Камера, думаю, нужна всё равно на IMX455, по стоимости мегапикселя она чемпионская, да и объективов копеечных на мелкие матрицы тоже нет. Имеем в районе 2000 кв.град. на канал, масштаб 22", надо 4-8 каналов как видится, всю полусферу вероятно и на таком поле смысла немного мониторить.

Ну а шире, думаю, уже не надо - слишком проницающая упадёт...

Для сравнения - ранний МАСТЕР-ШОК 50/1,2 KAI-11002 это 37"/пиксель, а 85/1,2 /11002 те же самые 22".

[diant]

Да вполне под силу.

Надо бы смотреть правде в глаза. Исходя из того что ты написал - а у тебя одни сплошные прожекты - правда такова "пока не под силу". Древо ведь познается по плодам, верно? А не по прожектам. И Мастер-шок, как я понимаю, никогда не имел высокоскоростного алл-скай мониторинга.

По поводу обработки огромных потоков, о которой ты пишешь "проблем никаких нет". А у нас уже есть обкатанный софт (только не прожекты, умоляю!), который реально на таких скоростях (1с, 10с, 60с) умеет обрабатывать на лету всю эту массу снимков (с доступом к каталогам flare and cataclismic stars, с быстрыми алгоритмами фильтрации КА и прочего мусора) и отбрасывать все, кроме кандидатов на GRB? Так вот, предвидя ответ, что на реальных системах такой софт еще не тестировался, стоило бы мне кажется начать с простого - взять тот самый Viltrox 35/1.2 LAB + 455, и даже всего в одном канале, и на этом канале отладить такой софт. А потом уже тиражировать каналы и покрывать все небо. У Казанцев на ММТ софт уже вполне рабочий (хотя и не алл-скай), вот интересно как он все это ловит.

Кстати, на TESS масштаб на матрице 21".
Вообще стоит проговорить его оптику. 4 камеры.
На них стоят объективы с фокусом ~150mm f/1.4 (апертура около 105мм). 7 элементные. Точка не ахти.
Поле зрения каждой камеры 24х24 градуса. 16 Мегапикселов, пиксел около 15 микрон. Матрица выходит порядка 60х60мм (на самом деле из 4 матриц 2кх2к составлена)
Примерно тот же масштаб выходит на связке 35мм+455.