Главная
страница 1

Звездные гамма-всплески


Б

.И. ЛУЧКОВ



Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ЗВЕЗДНЫЕ ГАММА-ВСПЛЕСКИ
Регистрация сильной гамма-вспышки звезды EV Lac возродила интерес к звездным источникам космических гамма-всплесков. В работе проведен корреляционный анализ положений гамма-всплесков с высокой угловой точностью (каталог Swift) и ближних звезд в пределах 20 пк (каталог Gliese). Найдено три гамма-всплеска, совпавших с звездами спектральных классов К и М. Вероятность случайного наложения 1,4 10–3.
Космические гамма-всплески 30 лет оставались загадкой [1, 2]. Их кратковременные потоки (секунды, минуты), наблюдаемые космическими аппаратами, не позволяли точно определить места источников. Эксперимент BATSE на орбитальной станции COMPTON [3, 4], не обладавший высоким угловым разрешением, выявил основные свойства всплесков: энергетические спектры (в интервале 10 кэВ – 10 МэВ), изотропное распределение по небесной сфере, растущий дефицит интенсивности слабых всплесков (с потоком меньше 10–5 эрг/см2). Возможные источники гамма-всплесков, отвечающие этим свойствам, могли находиться как в ближайшем окружении Солнца (на расстоянии r = 1 – 100 пк), так и в далеких галактиках (r ≥ 103 Мпк). Проблема источников была почти решена космическим аппаратом BeppoSAX (1996–2002) [5, 6], в котором помимо монитора гамма-квантов, были две рентгеновские камеры, которые определяли координату всплеска с точностью до 50 угл. секунд. Было обнаружено затухающее рентгеновское излучение объекта, ответственного за гамма-всплеск (рентгеновский транзиент). Наземные телескопы и космический телескоп имени Хаббла (HST), пришедшие на помощь, увидели в боксе ошибок слабые оптические транзиенты звездной величины m > 20. Спектральный анализ выделил линии с большим красным смещением Z ≥ 1, что в расширяющейся Вселенной соответствует расстояниям в тысячи Мпк. Приблизительно 40 % гамма-всплесков, отождествленных таким образом, оказались объектами, вспыхивающими в далеких галактиках. Остается неясным, что представляют собой остальные всплески, которые не сопровождались рентгеновским и оптическим послесвечением. Пришедший на смену космический аппарат Swift (2004-2008) [7] за 5 лет зарегистрировал около 400 гамма-всплесков с высокой угловой точностью.

Возможно, гамма-всплески – не единый класс, а сумма разнородных объектов, близких и далеких, различающихся происхождением и процессами генерации гамма-излучения. В качестве источников рассматривались активные вспыхивающие звезды в ближнем солнечном окружении [8]. Их вспышки, аналогичные солнечным вспышкам (перестройка магнитного поля в скоплении темных пятен), должны быть на много порядков более интенсивными. Однако данные, полученные из анализа каталога BATSE, не дали определенных результатов по звездным гамма-всплескам. Сейчас такое свидетельство получено. Несколькими космическими аппаратами зарегистрирована сильная вспышка в гамма-диапазоне звезды EV Lac, одной из близких вспыхивающих звезд (r = 15 пк) [9]. Найден давно предполагавшийся компонент космических гамма-всплесков – звездные всплески.

Настоящая работа посвящена исследованию результатов эксперимента Swift с целью нахождения других звезд, источников гамма-всплесков.

Использовались каталог Swift [10], содержащий 364 гамма-всплеска с точностью 0,1º , из которых 113, отождествленных с далекими объектами (Z = 0,5 – 5), представляли космологические всплески, и каталог ближних звезд Gliese [11]. Для уменьшения числа случайных совпадений рассматривались звезды с параллаксом П > 0,05, что соответствует расстояниям r ≤ 20 пк. Их число составило 1650. Космологические всплески, которые естественно не могли происходить от близких звезд, служили критерием сравнения.

Сопоставление координат всплесков и звезд проводилось по специальной компьютерной программе. Определялись отклонения ∆r = (∆α2 + ∆δ2)1/2 , где ∆α и ∆δ – угловые разности положений всплесков и ближайших к ним звезд по прямому восхождению и склонению. Результаты анализа для отклонений 0–0,5 приведены в табл.1.

Найдено три совпадения координат всплесков и звезд с отклонением ∆r < 0,1, что находится в пределах угловой точности детектора Swift. Подобных совпадений не найдено для контрольной группы космологических гамма-всплесков. Отклонения ∆r = 0,2 – 0,5 и ∆r > 0,5, наблюдаемые как в группе исследуемых всплесков, так и в контрольной группе, представляют случайные наложения координат.

Таблица 1

Расхождение положений гамма-всплесков и звезд




Δr ()

0 – 0,1

0,1 – 0,2

0,2 – 0,3

0,3 – 0,4

0,4 – 0,5

Всплески

3

1

2

5

5

Космологические всплески (Z)

0

0

2

1

3

Можно считать, что три найденных всплеска, координаты которых с высокой точностью совпали с положением звезд (∆r = 0,04, ∆r = 0,05, ∆r = 0,08) действительно являются звездными гамма-всплесками. Четвертый случай совпадения (∆r = 0,14), немного превышающий точность детектора, не столь очевиден и скорее всего должен быть отнесен к случайным совпадениям.

Достоверность полученного результата была определена следующим образом. Принимая ∆r = 0,1º и площадь совпадения σ = π ∆r2 = 0,0314 кв. град., число случайных совпадений будет Nсл = Nвсп Nзв σ / Ώ = 0,32 для числа всплесков Nвсп = 251, числа звезд Nзв= 1650 и площади небесной сферы Ώ = 41253 кв. град. Вероятность случайного совпадения, рассчитанная по Пуассоновскому распределению, w = exp (– Nсл) Nсл3 / 3! = 4  10–3. Вычисленная вероятность не так мала, чтобы можно было считать полученный результат вполне достоверным, но все-таки достаточна для того, чтобы обратить на него внимание.

Проведенный анализ указывает на возможность звездных гамма-всплесков от ближних звезд.

Таблица 2

Звезды, совпавшие с гамма-всплесками




Звезда (Gliese)

Спектральный класс

Параллакс

Δr ()

Гамма-всплеск

G1241

dK6

0,057

0,07

080319D

NN3779

M3,5

0,072

0,054

050522

GJ1243

m

0,083

0,08

060105

В табл.2 приведены звезды, координаты которых совпали с гамма-всплесками в пределах углового разрешения детектора Swift. Это звезды спектральных классов К и М. Именно такие встречаются среди вспыхивающих звезд [12]. Если поиск ограничить звездами этих спектральных классов, доля которых среди ближних звезд составляет 70 %, число случайных совпадений станет Nсл = 0,22 и вероятность случайного наложения будет w = 1,4  10–3 (что эквивалентно отклонению 3,2 σ).



Такой корреляционный анализ необходимо продолжить по мере накопления статистики гамма-всплесков с высокой точностью локализации. По-видимому, можно будет включать в анализ и более далекие звезды тех же спектральных классов. Тогда появится возможность точно сказать, каков действительный вклад звездных гамма-всплесков.
Автор выражает благодарность А.Рожкову и И.Архангельской за предоставление каталогов гамма-вспышек и ближних звезд, а также А.Зуеву за помощь в работе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Прилуцкий О.Ф., Розенталь И.Л., Усов В.В. // УФН 1975. Т. 116. С. 517

  2. Лучков Б.И., Митрофанов И.Г., Розенталь И.Л. // УФН. 1996. Т. 166. С. 743

  3. Briggs M.S., Paciesas W.S. Pendleton G.N. et al. // Astrophys. J. 1996. V. 459. P. 40.

  4. Meegan C.A., Pendleton G.N., Briggs M.S. et al. // Astrophys.J.SS 1996. V.106. P.65

  5. van Paradijs J., Groot P.J., Galama T. et al. // Nature. 1997. V. 386. P. 686

  6. Постнов К.А. // УФН. 1999. Т. 169. С. 545

  7. Tagliaferri G., Goad M., Chincarini G. et al // Nature 2005. V. 436. P. 985

  8. Лучков Б.И., Поляшова О.М. // Астрон. жур. 1998. Т. 75. С. 79

  9. EV Lacertae 2? [Электронный ресурс] − Режим доступа: www.solstation.com/stars/ev-lac.htm

  10.  Swift GRB Table and Lookup. [Электронный ресурс] − Режим доступа: http://swift.gsfc.nasa.gov/docs/swift/archive/grb_table

  11.  Gliese W., Jahreiss H. // Catalogue of Nearby Stars (ARICNS database)

 Гершберг Р.Е. Вспышки красных карликовых звезд / Р.Е. Гершберг. М.: Наука, 1970.



Смотрите также:
Звездные гамма-всплески
59.53kb.
1 стр.
Поиск всплесков космического гамма-излучения высокой энергии
13.14kb.
1 стр.
Можно ли отличить гамма-всплески вблизи нейтронных звезд и черных дыр? В. П. Власов, Б. А. Трубников
8.65kb.
1 стр.
Приглашает толковых студентов для выполнения курсовых, дипломных, кандидатских и докторских работ по направлениям: Гамма-всплески
9.57kb.
1 стр.
Краткое содержание этапов исследований в 2007 году Сроки начала и оконча-ния темы Подразделение научного учреждения
26.36kb.
1 стр.
Гамма-всплески и сопутствующие явления ("предшественники" и "последыши") – модель растянутого коллапса
27.84kb.
1 стр.
Гамма-функция и функция Бесселя
21.07kb.
1 стр.
Наблюдения собственного оптического излучения гамма-всплесков и универсальная модель "центральной машины" космолгических гамма-всплесков всех типов
667.52kb.
5 стр.
Новый взгляд на излучение черенкова
40.04kb.
1 стр.
Спектрометры гамма и рентгеновского излучений Спектрометры гамма-излучений
172.21kb.
1 стр.
Диски и их сигнатуры: Звездные войны. Часть I. Призрачная угроза / Star Wars. Part I. The Phantom Menace – t-731F
164.92kb.
1 стр.
Состоит из конвертора гамма-квантов с энергией 1 5 ГэВ в электронно-фотонные ливни и детектора для регистрации электронно-фотонных ливней
18.35kb.
1 стр.