Гамма-всплески и их послесвечения

[Грехов Михаил]

А такие пары есть в нашей галактике или еще не найдены? Или гарантированно нет? Или пока кишка тонка обнаружить?

[LeonidOS]

Подавляешее большинство гамма-всплесков это внегалактические события. В Галактике только софт-репитеры время от времени вспыхивают.

[Денис Денисенко]

Частота слияния двойных нейтронных звезд в галактике типа Млечного Пути - порядка 1 раза в 10 тысяч лет (~10^-4 событий в год).

Двойные нейтронные звезды обнаруживают в системах с пульсарами (пульсар + вторая нейтронная звезда или сразу два пульсара, как в случае PSR J0737-3039 в Корме). Большинство нейтронных звезд не проявляют себя как пульсары, что затрудняет их обнаружение.

У системы PSR J0737-3039 орбитальный период 2.454 часа и сокращается со временем. Слияние компонентов ожидается примерно через 85 млн лет.

Другой хороший источник потенциальных гамма-всплесков - звёзды Вольфа-Райе. Недавний пример - рентгеновский источник 2XMM J160050.7-514245 в созвездии Наугольника, который окрестили Апепом (чтобы не путать с Апофисом, хотя на самом деле это всё тот же египетский змей).

[Денис Денисенко]

21 декабря в 20:39:13 UT (23:39:13 МСК) космическая обсерватория Свифт зарегистрировала мощный гамма-всплеск GRB 191221B с ярким оптическим излучением. Циркуляр GCN 26534 вышел через 21 минуту, в 21:00:24 UT. В диапазоне энергий 15-350 кэВ максимальная интенсивность в детекторе BAT (Burst Alert Telescope) составила ~17000 отсчетов в секунду (в 3 раза больше суммарного рентгеновского фона Вселенной). Всплеск длился около 15 секунд и состоял из нескольких узких пиков как на фронте нарастания, так и на стадии спада. Кривая блеска по данным BAT приведена на картинке.

Источник всплеска находился в созвездии Насоса. Координаты по данным рентгеновского телескопа XRT на борту Swift: R.A. = 10 19 18.86, Decl. = -38 09 28.4 с точностью +/-6". Ультрафиолетовый и оптический телескоп UVOT увидел настолько яркий объект, что его засветило! Анимация трех снимков с UVOT-а в сравнении с архивным изображением DSS - во втором вложении. Видно, что источник был на несколько величин ярче соседней звезды 14m (V=14.00 в каталоге APASS).

Благодаря такой яркости в оптике телескоп UVOT смог получить спектр объекта и определить примерное красное смещение источника всплеска z~1.19 (GCN 26538). Спектр был получен через 4 минуты после пика всплеска, экспозиция составила 49 секунд. Впоследствии это красное смещение было уточнено наземными телескопами. VLT Куейен со спектральным инструментом X-shooter (Кросс-шутер) измерил z=1.148 через 9.8 часов после всплеска, когда блеск источника упал до r=17.13 (GCN 26553).

Сверхширокоугольная камера МАСТЕРа в Аргентине (MASTER-OAFA) наблюдала источник всплеска практически в реальном времени и зарегистрировала раннее оптическое излучение яркостью m_OT~10.5 через 142 секунды после всплеска. В названии Циркуляра GCN 26555 шикарная опечатка: вместо "early" (раннее) напечатано "yearly" (ежегодное). На самом деле тоже недалеко от истины - всплески с такой яркой оптикой именно что примерно раз в год и случаются! "Главный калибр" МАСТЕРа измерил величину 14.4m в 21:07:33 UT, через 28 минут после всплеска (GCN 26537).

Из пользователей Астрофорума область GRB 191221B наблюдал Филипп Романов удаленно на 17-дюймовом телескопе T32 сети iTelescope в Сайдинг Спринг, Австралия, через 16.8 часов после всплеска. Блеск объекта в это время составлял 18.1-18.3m. Филипп опубликовал Циркуляр GCN 26565.

[Романов Филипп]

Из пользователей Астрофорума область GRB 191221B наблюдал Филипп Романов удаленно на 17-дюймовом телескопе T32 сети iTelescope в Сайдинг Спринг, Австралия, через 16.8 часов после всплеска. Блеск объекта в это время составлял 18.1-18.3m. Филипп опубликовал Циркуляр GCN 26565.

Прилагаю фото оптического послесвечения гамма-всплеска GRB 191221B, которое получил в результате сложения двух кадров с удалённого телескопа T32 - с выдержками 180 и 120 секунд. На фото также видны два дефекта, из-за которых не приложил ссылку на него в циркуляре GCN.

[Романов Филипп]

29 сентября 2020 года был опубликован препринт о гамма-всплеске GRB 191221B:

Spectropolarimetry, photometry and radio detection of the early afterglow of the gamma-ray burst GRB191221B

https://arxiv.org/abs/2009.14081

[Романов Филипп]

23 декабря 2020 года, на удалённом телескопе T18 (который расположен в обсерватории в Испании), мне удалось наблюдать оптическое послесвечение гамма-всплеска GRB 201223A.

Когда я узнал информацию об указанном гамма-всплеске, телескоп использовался другим пользователем, поэтому съёмка началась только через 1 час 50 минут после обнаружения обсерваторией Swift. В результате, я получил 9 изображений с различными выдержками, на четырёх из которых (с самыми большими выдержками - по 300 секунд) оптическое послесвечение было зафиксировано. Я измерил его координаты: 08:51:09.46 +71:10:47.00 и сделал фотометрические оценки блеска: за время съёмки он уменьшался от 19.2 до 20.1 зв.в. Подробная информация опубликована в циркуляре GCN: https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3/29165.gcn3

Прилагаю анимацию, сделанную из первого кадра с оптическим послесвечением и цветного изображения Pan-STARRS этой же области неба. Также прилагаю результат сложения вышеуказанных фотографий - с видимым оптическим послесвечением GRB 201223A.

[Романов Филипп]

6 марта 2021 года, на удалённом телескопе T24 (iTelescope https://support.itelescope.net/support/solutions/articles/231907-telescope-24), мне удалось наблюдать оптическое послесвечение гамма-всплеска GRB 210306A.

Как только я узнал информацию о данном гамма-всплеске, то сразу заказал съёмку на этом телескопе: она началась через 49 минут после обнаружения GRB 210306A. На обоих полученных фотографиях (с выдержками по 300 секунд) чётко видно оптическое послесвечение, блеск которого я измерил: 17.80 (+/- 0.057) и 17.97 (+/- 0.038) - в сравнении с блеском (в фильтре r) близлежащих звёзд. Эти данные опубликованы в циркуляре GCN: https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3/29599.gcn3

Прилагаю анимацию (в сравнении с цветным изображением Pan-STARRS) и фото (результат сложения двух кадров).

[Денис Денисенко]

Что-то бабахнуло в северном Жирафе! ИНТЕГРАЛ зарегистрировал третий по мощности гамма-всплеск за 18 лет работы в космосе! Техническая информация: INTEGRAL trigger #9126.

Координаты (J2000.0): 08 49 56 +76 31 37 с погрешностью 2.5 угловых минуты.

В область ошибок попадает галактика LEDA 2771363 на z=0.1094. Возможно, всплеск пришел оттуда.

Если кто наблюдает на телескопе с ПЗС, очень важно навестись туда сейчас, пока Западная Европа не подтянулась, и поснимать эту галактику минут 30 с минутными экспозициями в фильтре Luminance или в "белом" свете.

[LeonidOS]

Навелся. Вроде МАСТЕР ничего яркого не нашел.

[Денис Денисенко]

Вроде МАСТЕР ничего яркого не нашел.

Циркуляр GCN 29766 - это формальный отчет робота МАСТЕРа о наведении на область всплеска. Генерируется автоматически. Тут надо смотреть глазами на все мало-мальские галактики в радиусе 2.5 угловых минут и строить руками их кривые блеска.

В приложении - временная история всплеска по данным детектора ИНТЕГРАЛа IBIS. Как сказано в их Циркуляре GCN 29767, телеметрию зашкалило, отсюда провалы на графике. Я ж говорю - это один из самых ярких всплесков ИНТЕГРАЛа. Если посмотреть их таблицу триггеров, интенсивность ярче 31.8 была только у всплесков GRB 200914 (32.5), 200424 (37.3), 061122 (34.4) и у вспышек V404 Лебедя в 2015 году. Всплеск длинный, но не растянутый из-за космологического красного смещения и яркий - значит, скорее всего близкий! А тогда источник скорее всего должен сидеть в галактике, которая видна на снимках Pan-STARRS, а то и на Паломарах.

[Романов Филипп]

Наблюдал сейчас на удалённом телескопе T18 относительно яркое оптическое послесвечение гамма-всплеска GRB 210610B, блеск оценил в 17.33 и 17.28 r. Подробности - в циркуляре GCN #30181 https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3/30181.gcn3

[Денис Денисенко]

Наблюдал сейчас на удалённом телескопе T18 относительно яркое оптическое послесвечение гамма-всплеска GRB 210610B, блеск оценил в 17.33 и 17.28 r.

Жутко интересный гамма-всплеск!!! Во-первых, кривая блеска в оптике после двух часов спада остановилась на уровне 17-й величины и оставалась на нем около трех часов. При этом именно Филипп застал момент прекращения падения и начала плато! На первом графике фиолетовым квадратом отмечено наблюдение UVOT-а на борту Свифта через 166 секунд после начала всплеска (Ким Пейдж и др., GCN 30170), ромбиком - одна точка индусов на телескопе GROWTH-India (Харш Кумар и др., GCN 30174), красными точками - измерения в САО РАН на Цейссе-1000 (Александр Москвитин, GCN 30187), а черными 6-угольниками - два измерения Филиппа Романова на iTelescope T18 в испанском Нерпио (GCN 30181).

Во-вторых, спектр в оптике какой-то необычный! Красное смещение z=1.1345 измерено по эмиссионным линиям железа и магния FeII, MgII и MgI (де Угарте Поштиго и др., GCN 30194). Так вот: авторы Циркуляра пишут, что линии в спектре GRB 210610B слабее, чем у 99.8% гамма-всплесков. То есть объект дает очень мощное излучение в континууме и очень слабые линии.

При этом всплеск был не самый мощный в гамма-диапазоне. Согласно данным Konus-WIND, суммарный выделившийся поток ("флюэнс") в диапазоне 20 кэВ - 10 МэВ равен (1.3±0.1)*10^-4 эрг/см², а суммарное энерговыделение в источнике всплеска ~4.6*10⁵³ эрг и изотропная светимость L_iso~7.6*10⁵² эрг/с (Фредерикс и др., GCN 30196). Видали мы всплески и с флюэнсом 1.1*10^-3, и с энерговыделением 3*10⁵⁴ эрг.

На второй картинке - кривая блеска (временная история, как принято говорить у гамма-всплесковиков) GRB 210610B по данным детектора BAT на Swift-е.

[николай теллалов]

объект дает очень мощное излучение в континууме и очень слабые линии.

чем это объясняется?

[Романов Филипп]

Наблюдал оптическое послесвечение гамма-всплеска GRB 210610B и на удалённых телескопах обсерваторий Берк-Гаффни и Эбби-Ридж. Результаты фотометрических измерений блеска описал в циркуляре GCN: https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3/30228.gcn3

Прилагаю изображение - результат сложения 6 фотографий, с суммарной выдержкой 67 минут.

[Денис Денисенко]

В полночь по Всемирному Времени с 19 на 20 июня (в 3 часа утра 20 июня по Московскому) в созвездии Лебедя произошел мощнейший гамма-всплеск, сопровождавшийся оптическим источником как минимум 10-й звездной величины. Всплесковый детектор BAT на спутнике Swift сработал в 23:59:25.41 UT 19 июня, см. Циркуляр GCN 30261 (Д'Аванцо и др.). Событие получило обозначение GRB 210619B. Всплеск длился около 100 секунд и имел максимальную интенсивность около 100000 отсчетов в секунду в диапазоне 15-350 кэВ. Кривая блеска по данным Swift BAT - во вложении.

Через 41 секунду МАСТЕР-SAAO на Южно-Африканской обсерватории в Сазерленде навелся по координатам Свифта и обнаружил в белом свете источник 10.4m, см. Циркуляр GCN 30259 (Липунов и др.).

GRB 210619B был значительно мощнее недавнего яркого события GRB 191221B. Сравните длительность и пиковую скорость счета:

21 декабря в 20:39:13 UT (23:39:13 МСК) космическая обсерватория Свифт зарегистрировала мощный гамма-всплеск GRB 191221B с ярким оптическим излучением. В диапазоне энергий 15-350 кэВ максимальная интенсивность в детекторе BAT (Burst Alert Telescope) составила ~17000 отсчетов в секунду (в 3 раза больше суммарного рентгеновского фона Вселенной). Всплеск длился около 15 секунд и состоял из нескольких узких пиков как на фронте нарастания, так и на стадии спада.

У GRB 210619B после главного пика было еще пять импульсов высотой от 15 до 20 тысяч отсчетов! Наблюдение МАСТЕРа совпало с последним импульсом, который был в пять раз слабее основного события. Вполне возможно, что в оптике главная вспышка была ярче 8-й величины.

Координаты источника: 21 18 52.38 +33 51 01.4

Это в левом нижнем (юго-восточном) крыле Лебедя, в 1 градусе к югу от звезды ипсилон Лебедя 4.4m и в 5 градусах к востоку-северо-востоку от Вуали NGC 6992.

Если кто-то на юго-западе России или на Украине снимал звездные поля в Лебеде около 00:00 UT 20 июня, проверьте свои снимки!!! В Крыму всплеск произошел за 2 часа до восхода Солнца на высоте 73 градуса над горизонтом.

[Денис Денисенко]

Если кто-то на юго-западе России или на Украине снимал звездные поля в Лебеде около 00:00 UT 20 июня, проверьте свои снимки!!!

То же относится и к метеорным патрулям и камерам всего неба на метеостанциях. Вот, к примеру, я нашел два снимка с минутными экспозициями с обсерватории Колонице в Словакии: 2021-06-19T23:55:41 (начиная за 4 минуты до всплеска и заканчивая за 3 минуты до него) и 2021-06-20T00:05:41 (от T₀+6 мин до T₀+7 мин). По закону подлости, в Лебеде предельная звездная величина на обоих снимках около 3m. Скорее всего, виной тому непросохшее пятно на объективе после дождя.

Ссылка на архив камеры в Колонице: http://astronomy.science.upjs.sk/allsky/archive/

[Денис Денисенко]

В полночь по Всемирному Времени с 19 на 20 июня (в 3 часа утра 20 июня по Московскому) в созвездии Лебедя произошел мощнейший гамма-всплеск, сопровождавшийся оптическим источником как минимум 10-й звездной величины. Всплесковый детектор BAT на спутнике Swift сработал в 23:59:25.41 UT 19 июня, см. Циркуляр GCN 30261 (Д'Аванцо и др.). Событие получило обозначение GRB 210619B. Всплеск длился около 100 секунд и имел максимальную интенсивность около 100000 отсчетов в секунду в диапазоне 15-350 кэВ.

Вышел Циркуляр GCN 30272. На Большом Канарском Телескопе (10.4-м) определили красное смещение z=1.937! Цитата из сообщения де Угарте Поштиго и др.:

"Мы отмечаем, что при красном смещении 1.937 ранний пик излучения был исключительно ярким, и мы ожидаем, что послесвечение окажется одним из наиболее мощных среди когда-либо зарегистрированных вспышек. Используя суммарный поток, опубликованный на странице автоматического анализа данных Swift/BAT в диапазоне 15-350 кэВ, мы получаем изотропное энерговыделение E_iso ~ 1.7*10⁵⁴ эрг, без всякой k-поправки. Это подразумевает, что GRB 210619B окажется среди наиболее энергичных гамма-всплесков за всю историю наблюдений после применения k-поправки в болометрическом диапазоне."

[Foma]

В полночь по Всемирному Времени с 19 на 20 июня (в 3 часа утра 20 июня по Московскому) в созвездии Лебедя произошел мощнейший гамма-всплеск, сопровождавшийся оптическим источником как минимум 10-й звездной величины. Всплесковый детектор BAT на спутнике Swift сработал в 23:59:25.41 UT 19 июня, см. Циркуляр GCN 30261 (Д'Аванцо и др.). Событие получило обозначение GRB 210619B. Всплеск длился около 100 секунд и имел максимальную интенсивность около 100000 отсчетов в секунду в диапазоне 15-350 кэВ.

Интересно, какой был флюенс? У знаменитого всплеска магнетара SGR 1806–20 от 27.12.2004  было ~1 эрг/см², чего оказалось достаточно для значительной ионизации атмосферы вплоть до высот ~30 км. В частности концентрация электронов на высоте 60 км в течении ~10 c выросла в 100 раз, отмечались особенности в распространении радиоволн (подробнее здесь). Если у GRB 210619B было что-то похожее, радионаблюдатели метеоров и иже с ними должны были что-нибудь увидеть..

[Денис Денисенко]

Интересно, какой был флюенс? У знаменитого всплеска магнетара SGR 1806–20 от 27.12.2004  было ~1 эрг/см², чего оказалось достаточно для значительной ионизации атмосферы вплоть до высот ~30 км.

В 18:56 МСК вышел Циркуляр GCN 30276 от команды разработчиков прибора Конус-WIND из Питерского ФизТеха (Свинкин и др.). Флюэнс в диапазоне 20 кэВ - 10 МэВ был (4.60+/-0.13)*10^-4 эрг/см². Временная история по данным Конуса - во вложении. Видно, что пятый пик в данных Свифта на самом деле был двугорбым (у Конуса временное разрешение более однородное, чем на графике Swift/BAT).

В предположении стандартной космологии (H₀=67.3 км/с/Мпк, Omega_M=0.315 и Omega_Lambda=0.685) авторы оценили суммарное энерговыделение в системе отсчета источника E_iso в (4.41+/-0.12)*10⁵⁴ эрг и светимость в пике L_iso в (4.34+/-0.34)*10⁵⁴ эрг/с. Среди гамма-всплесков Конус-WIND GRB 210619B входит в Топ 4% по E_iso, а по параметру L_iso сравним с самым ярким GRB 110918A .