Гамма-всплеск GRB060218 и сверхновая SN2006aj

В последнее время изучение космических гамма-всплесков перешло на новый качественный уровень в связи с запуском NASA специализированного спутника Swift, способного определять координаты гамма-всплесков с точностью до угловых минут (прибор BAT) и практически одновременно наблюдать их ореолы в рентгеновском и УФ диапазоне (приборы XRT и UVOT, соответственно), давая их координаты с секундной точностью Среди главных новых открытий, сделанных благодаря наблюдениям с борта Swift, -- локализация коротких гамма-всплесков в галактиках различных морфологических типов и открытие вспышек рентгеновского излучения в ранних ореолах большинства гамма-всплесков. Первое даёт весомые аргументы в пользу гипотезы о происхождении коротких гамма-всплесков при слиянии двойных нейтронных звёзд (впервые высказанную отечественными астрофизиками С.И. Блинниковым и др. в 1984 г. задолго до первых надёжных отождествлений гамма-всплесков!), или нейтронных звёзд и чёрных дыр, обсуждавшуюся ещё раньше (Латтимером и Шраммом в США, но в менее эффективном механизме), второе указывает на более сложный и продолжительный характер активности "центральной машины", производящей гамма-всплеск, и на неоднородную структуру окружающей гамма-всплеск среды.

Среди гамма-всплесков, открываемых Swift почти ежедневно, есть и уникальные события. К таковым, безусловно, относится недавно обнаруженный GRB060218, наблюдения которого во всех диапазонах электромагнитных волн преподнесли очередной сюрприз астрофизикам. Во-первых. о самом всплеске. Это рекордсмен по длительности, зарегистрированный прибором BAT -- свыше 2000 секунд! Необычный гамма-всплесков характер переменности (долгий плавный подъём и последующий спад кривой блеска, мягкий спектр) и первые оптические наблюдения, показывающие поярчение оптического ореола через 10 часов после всплеска поставили команду Swift во главе с опытным Нейлом Герелсом в недоумение. Поначалу они даже окрестили этот всплеск "странным шаром" (англ. oddball) (см. GCN 4787) и вообще не исключали, что речь идёт о рентгеновском транзиенте в нашей галактике. Однако оптические и ИК наблюдения ореола быстро "поставили все на свои места". В обзоре SDSS была обнаружена слабая родительская галактика, а спектроскопия на 2.4-м MDM телескопе (GCN 4792) обнаружила узкие небулярные эмиссии на красном смещении z=0.033, подтверждённые на VLT (GCN 4803). Однако интереснее всего было обнаружение тепловых особенностей оптического континуума, схожего с широкими абсорбциями, характерными спектров сверхновых типа Ib/c (VLT, GCN 4803, GEMINI-S, GCN 4804, БТА, GCN 4809 см. GCN архив ). Спектр, полученный на телескопе GEMINI-S, приведён на Рис. 1.


Рис. 1. Спектр, полученный на телескопе GEMINI-S.

Стало ясно, что оптический ореол гамма всплеска является сверхновой. Ей присвоили порядковый номер SN2006aj (IAUC 8674). Авторы GCN 4803 прямо утверждали, что спектр похож на SN 1997ef вблизи максимума блеска, из чего следует, что этот странный гамма-всплеск произошёл после коллапса ядра, повлекшего за собой вспышку сверхновой. К аналогичному заключению пришли итальянские наблюдатели, получившие спектр SN2006aj 20 февраля (CBET 410). По своим характеристикам он напоминал спектр "классической гиперновой" SN1998bw за неделю до максимума блеска, (т.е через неделю после коллапса ядра - ред.). Наблюдается продолжающийся рост блеска SN2006aj особенно в красной области и ИК-диапазоне (см. Рис. 2 и его обновляюшийся источник. ). В Крыму была измерена оптическая поляризация SN2006aj (GCN 4836) на уровне 3-6%. Такой высокий уровень указывает на несферичность выброса либо говорит о значительной примеси нетеплового излучения.

Несмотря на свою рекордную длительность, GRB060218 оказался необычно слабым -- при расстоянии около 120 Мпк полная энергия составила порядка 1049 эрг. Это на несколько порядков меньше характерной энергии длинных гамма-всплесков ~1051-1052 эрг. Однако аномально малая энергетика была характерна и двух других близких гамма-всплесков, ассоциировавшихся со сверхновыми -- GRB980425/SN1998bw (~1048 эрг) и GRB031203/SN031203 (~1050 эрг).


Рис. 2. Наблюдаемые потоки ореола GRB060218 и сверхновой SN2006aj.

Если дальнейшие наблюдения подтвердят, что GRB060218 произошёл вблизи максимума блеска сверхновой SN2006aj, это будет важнейшим наблюдательным аргументом в пользу модели отложенного гамма-всплеска (т.н. "супрановой"), предложенной в конце 1990-х итальянским астрофизиком Марио Виетри. Многие современные исследователи безапелляционно принимают длинных гамма-всплесков модель "коллапсара", предложенную в начал 1990-х гг. Стэном Вусли и активно разрабатываемую его коллегами. В этой модели гамма-всплеск происходит при коллапсе ядра вращающейся массивной звезды в чёрную дыру. Однако новые наблюдательные данные (прежде всего, наблюдения радио ореолов) не подтверждают (косвенно) 100% ассоциацию "гиперновых" SN Ib/c с гамма-всплесками. Уникальная длительность GRB060218 и его появление вблизи максимума блеска сверхновой также не вписываются в эту схему.

Совершенно очевидно, что происхождение космических гамма-всплесков остается нерешенной проблемой. Для продвижения в этой области требуются новые наблюдения и новые смелые идеи.



Похожие статьи: