В статье представлены данные наблюдений интересного внегалактического транзиента. Это быстрый рентгеновский транзиент (Fast X-ray Transient) без сопутствующего гамма-всплеска. Зато Событие удалось пронаблюдать и в оптике, и в радио.

Отождествлена материнская галактика. Это массивная дисковая галактика с довольно большим звездообразованием на z=0.4. Любопытно (и непонятно), что транзиент находится в 27 кпк от ее центра, т.е. довольно далеко. Но при этом похоже, что мы наблюдаем коллапс массивной звезды (сверхновая типа Ic).

Свойства транзиента позволяют связать его и с гамма-всплесками (просто мы смотрим не вдоль оси джета), и с мощными быстрыми оптическими транзиентами.

См. также arxiv:2409.19070, arxiv:2409.19055.

Хороший обзор по гамма-всплескам, охватывающий весь период их исследований: от открытия первых событий на спутнике Vela до современных наблюдений, включающих гравитационно-волновую астрономию и очень высокие энергии. В основном речь идет о феноменологии. Так что мало формул и много картинок.

В обзоре описана одна только что запущенная миссия для наблюдения гамма-всплесков (Einstein Probe) и десять планируемых. Конечно, не для всех проектов наблюдения GRB - это единственная или основная задача, но видно, что с гамма-наблюдениями проблем не ожидается (чего нельзя сказать о рентгеновской астрономии высокого уровня).

Среди многочисленных типов внегалактических транзиентов есть т.н. быстрые рентгеновские транзиенты (FXT). Их происхождение пока не очень ясно. В данной работе (см. также arxiv:2404.16350) представлен очень интересный результат, полученный на новом китайском спутнике Einstein probe.

Впервые удалось зарегистрировать FXT одновременно с длинным гамма-всплском на большом красном смещении. Причем, гамма-всплеск (длительность секунд 40) попадает внутрь FXT. Т.е., FXT начался раньше на несколько минут и закончился спустя несколько минут после гамма-всплеска. Т.е., это не не послесвечение (afterglow) гамма-всплеска, а непосредственно излучение, связанное с механизмом всплеска.

Как все это работает пока совсем неясно. Есть несколько гипотез, но все они нуждаются в развитии и апробировании на более детальных и многочисленных данных.

Образование нейтронных звезд и черных дыр часто сопровождается выбросом вещества. Однако, часть сброшенного вещества оказывается гравитационно захваченной и со временем выпадает обратно на сформировавшийся компактный объект. Этот процесс называют "возвратная аккреция" (fallback).

Возвратная аккреция может давать высокую светимость, потому что за короткое время (часы) может выпадать много вещества. Обычно возвратную аккрецию исследуют в приложении к сверхновым. Здесь же авторы впервые представляют детальную модель для слияний нейтронных звезд.

После слияния часть вещества выбрасывается, но затем десятки процентов сброшенной массы падает обратно. Это должно служить источником дополнительного излучения. В случае слияний речь идет о массе примерно 0.001 массы Солнца, которая выпадает за минуты. Большая рентгеновская светимость, связанная с возвратной аккрецией, может проявлять себя как "продленное излучение" коротких гамма-всплесков.

Вот наконец-то и появилась полноценная публикация по регистрации гамма-квантов от GRB 221009A на энергиях выше 10 ТэВ. Само событие, как ясно из обозначения, произошло год назад. Но работа с данными, плюс публикация в топовом журнале - дела, не терпящие суеты и спешки.

Регистрация осуществлена установкой LHAASA в Китае. Зарегистрировано более сотни квантов высокой энергии. События фиксировались в течение 15 минут после гамма-всплеска. Самый высокоэнергичные кванты имели энергию 13 ТэВ. Это приводит к некоторым сложностям, учитывая, что источник не очень близкий (красное смещение 0.15). Т.е., даже для объяснения этого результата потенциально можно привлекать новую физику.

Статья может быть интересна по двум причнам. Во-первых, конечно, это анализ опасности килоновых. Это новый результат. А во-вторых, во введении кратко суммировано, на каких расстояниях опасны прочие транзиенты (сверхновые с нескольких десятков парсек, гамма-всплески с нескольких килопарсек, если в джет попасть, и т.д.).

Поскольку килоновые обладают направленным (или, лучше сказать, не изотропным) излучением и отличаются друг от друга по параметрам, дать какое-то одно число, характеризующее опасное расстояние, нельзя. Но по порядку величины у авторов получается несколько парсек. Учитывая, что килоновые очень редки, можно спать спокойной. Или, лучше сказать, не надо беспокоиться из-за килоновых. Других проблем хватает.

Как известно, гамма-всплески бывают короткие и длинные. Но! Бывают еще "длинные короткие". Это всплески с длительностью около 10 секунд, однако при этом по ряду параметров они похожи на короткие (которые короче секунды, как правило). В статье авторы представляют картину, в которой все удается единым образом описать. Основные выводы можно хорошо себе уяснить, посмотрев на рисунок 2 в статье.

Основная идея в следующем. Если в результате слияния сразу образуется черная дыра (или было слияние нейтронной звезды и черной дыры) и формируется массивный диск, то характерный масштаб времени жизни джета определяется диском. Время может быть довольно большим, что и дает возможность получить длинный гамма-всплеск. Если же образуется гипермассивная нейтронная звезда или масса диска невелика, то долгоживущий джет не возникает.

Количественно многое можно понять уже из рисунка 3.

Гипермассивные НЗ должны образовываться чаще, чем массивные диски вокруг черных дыр, поэтому "длинные короткие" вспелски составляют меньшинство.

Большой обзор по работе IPN - Interplanetary Network. Напомню, что идея, которую реализовали уже в 1970-е гг., состоит в следующем. На разных аппаратах, бороздящих просторы Солнечной системы, ставятся небольшие гамма-детекторы. Индивидуально у каждого прибора плохое угловое разрешение. Но за счет того, что детекторы сильно разнесены, совместная обработка позволяет очень точно определять координаты источника, если есть хотя бы три независимых регистрации. С помощью такого подхода удавалось хорошо определять координаты гамма-всплесков (правда, не быстро, поэтому прорыв ыл достигнут другим методом), а также определять координаты первых магнитаров. Обо всем этом рассказано в обзоре, включая историю вопроса.

Однако цель не только и не столько обозреть поле деятельности (достижения и историю). Дело в том, что в настоящее время ставить небольшие гамма-детекторы в качестве дополнительно нагрузки на межпланетных станциях стало нетипичным. Поэтому сейчас IPN не так эффективна, как раньше. Скажем, НАСА не ставила такие детекторы на межпланетные аппараты с 1990 г., когда был запущен Улисс. Соответственно, авторы показывают значимость и эффективность IPN, чтобы вернуться к хорошо зарекомендовавшей себя практике.

В октябре прошлого года был обнаружен уникальный гамма-всплеск. Он одновременно довольно близкий и очень мощный. Это привело к тому, что от него наблюдался большой поток как в гамма-диапазоне, так и в рентгеновском (послесвечение). В статье приведены основные данные наблюдений на NICER, Swift, MAXI.

Отмечу, что в работе даже не упоминаются результаты коллаборации Ковер-2.

Также появилась еще одна работа arxiv:2302.04388, где представлены разные данные многоволновых наблюдений. Авторы анализируют их и приходят к выводу, что джет этого всплеска очень узкий. Т.е., локальное энерговыделение не превосходит существенно энерговыделение в других всплесках, просто эффект коллимации делает всплеск таким ярким для земного наблюдателя, находящегося практически на оси.

Наконец, стоит упомянуть статью arxiv:2302.14037. В ней рассмотрено, насколько всплеск GRB 221009A действительно уникальный (ответ: да, уникальный; такие должны наблюдаться примерно раз в .... 10 000 лет).

Наконец-то удалось обнаружить интересные временные характеристики гамма-всплесков. Покопавшись правильным образом в архивных данных, авторы нашли квазипериодические осцилляции на частотах порядка нескольких тысяч герц у двух коротких гамма-всплесков. Использовались данные детектора BATSE на борту CGRO.

Данный тип всплесков связан со слияниями нейтронных звезд. В результате-то образумется черная дыра, но в течение короткого времени можно наблюдать супра (или гипер) массивную нейтронную звезду, устойчивую за счет вращения (возможно - дифференциального). Вот с таким объектом и связывают осцилляции.

Точная их природа неизвестно. Это могут быть какие-то колебания, может быть вращение. Но все равно крайне интересно!

В поседнее время появилось несколько работ, посвященных длинным вслескам, связанным со слияниями нейтронных звезд и коротким - связанным с коллапсом ядер массивных звезд. Эта работа, вроде бы, просто "еще одна в ряду". Но нет, есть изюминка.

Изюминка состоит в том, что после всплеска было обнаружено послесвечение от УФ до ИК, и его интерпретируют как килоновую. Т.е., это излучение вещества, выброшенного в результате слияния (источником энергии служит радиоактивный распад).

Килоновая - это оптический транзиент, связанный с синтезом тяжелых элементов после слияния нейтронных звезд. Соответственно, они должны быть связаны с короткими (секунда) гамма-всплесками. А тут - длинный (минута). Значит, слияния могут давать и длинные всплески.

Жаль, что в момент наблюдения не работали гравитационно-волновые детекторы. С 350 Мпк они бы зафиксировали гравволновой сигнал.

Представлен певый каталог гамма-всплесков по данным китайского спутника Insight-HXMT. В каталог вошло 322 всплеска, обнаруженных за четыре года наблюдения. Изюминка - данные о спектре всплеска на выскоих энергиях.

В прошлом году активно обсуждали короткий гамма-всплеск, который на самом деле "длинный". Т.е., он все-таки короткий, но он сопровождался сверхновой, т.е., по сути физика там, как у длинных. А тут все наоборот. Длинный, но короткий.

Авторы представляют второй случай - GRB 211227A, - когда наблюдается длинный и относительно близкий всплеск, а сверхновая не видна. Более того, всплеск находится в 20 кпк от центра своей галактики, т.е. маловероятно, что он связан с коллапсом ядра массивной звезды.

Первым таким случаем был GRB 060614. Там даже было подозрение на наблюдение килоновой. GRB 211227A подальше, поэтому неудивительно, что там ничего не видно в оптике и ИК в смысле излучения радиоактивного распада насинтезированных элементов. В общем, - любопытно.

Уже давно были проделаны оценки, показавшие, что примерно один гамма-всплеск из тысячи может быть заметно линзирован. И уже десятилетия идет поиск таких событий. Время от времени кто-то кричит: "Эврика!". Но остаются сомнения. Вот еще один кандидат.

На этот раз авторы использовали исключительно каталог всплесков спутника Ферми. Если очень хороший кандидат. Двойной всплеск. Между пиками 33 секунды. Спектры двух пиков очень похожи, как в общем-то и структура. Если описывать это точечной линзой, то масса будет около миллиона солнечных. Это может быть черная дыра, может быть шаровое скопление. Хотя, по статистическим свойствам они не очень и подходят. В общем, очередной кандидат с непонятками. Про других кандидатов можно прочесть во введении статьи.

На установке mini-MegaTORTORA в САО и нескольких небольших чешских роботизированных телескопах удалось пронаблюдать необчную оптическую вспышку, связанную с гамма-всплеском GRB 210619B.

В оптике всплеск достиг 10й величины, при том, что источник находится примерно на z~2. Это очень ярко. Да и в гамма всплеск тоже выдающийся - один из самых мощных (разумеется, речь идет ио светимости, пересчитанной в изотропное энерговыделение). Поскольку фотонов хватало, то удалось вытащить довольно много информации об оптической вспышке. А это, в свою очередь, позволило попробовать промоделировать всплеск. Получилось экстремально и любопытно. Излучение, видимо, порождается мощными ударными волнами в узком джете с большим параметром замагниченности.

Как лучше написать: "короткий, но длинный" или "длинный, но короткий"? Как бы то ни было. Гамма-всплеск GRB 200826A имеет длительность около полусекунды, т.е. формально относится к коротким. Но по всем другим параметрам он относится к длинным, включая то, что обнаружена связанная с ним сверхновая. Т.е., всплеск - последствие коллапса ядра массивной звезды, а не слияния нейтронных звезд. Необычно!

См. также arxiv:2105.05067.

Как лучше написать: "короткий, но длинный" или "длинный, но короткий"? Как бы то ни было. Гамма-всплеск GRB 200826A имеет длительность около полусекунды, т.е. формально относится к коротким. Но по всем другим параметрам он относится к длинным, включая то, что обнаружена связанная с ним сверхновая. Т.е., всплеск - последствие коллапса ядра массивной звезды, а не слияния нейтронных звезд. Необычно!

См. также arxiv:2105.05067.

Авторы уверяют, что обнаружили первый линзированный гамма-всплеск. Причем, линзирование произошло на черной дыре с массой несколько десятков тысяч солнечных. На самом деле, тут остается много вопросов. Но результат явно будет обсуждаемым.

Кубсаты, видимо, будут все активнее использоваться в астрофизике. Это довольно дешевые решения, а для многих научных задач не нужны большие дорогие аппараты. В частности, это верно для поиска гамма-транзиентов.

HERMES - итальянский проект. Идея состоит в использовании созвездия нано-спутников (по три куб-юнита в каждом) для поиска ярких гамма-вспышек. В Архиве появилась серия статей, посвященных прототипам: HERMES-TP и HERMES-SP.

Диапазон энергий 50-300 кэВ. Авторы в качестве основной задачи говорят о наблюдениях гамма-всплесков, в том числе в связи с развитием гравитационно-волновой астрономии. Странно, что вспышки магнитаров вообще не упомянуты, хотя такие аппараты могут их видетбь (не все, конечно, но тем не менее).

Ожидается, что шесть спутников будут выведены на низкую орбиты (LEO) в 2020 году.

Снова выложена старая, но важная статья. Собственно, не такая уж она и старая - прошлый год, но не новость, конечно. Речь идет о первой регистрации космического гамма-всплеска в ТэВном диапазоне энергий с помощью наземной системы MAGIC.

Этот результат очень важен для понимания деталей механизма генерации гамма-всплесков. Хорошо, что статью, наконец-то, в открытый доступ выложили.

См. также arxiv:2006.07251 из того же номера Nature, где представлены результаты по наблюдения того же всплеска на меньших энергиях с помощью ряда космических аппаратов, а также радионаблюдений и тп. (всего 15 наземных инструментов).

Проект Living Reviews in Relativity хорош тем, что люди пишут большие обзоры, выложенные в сеть, а потом их апдейтят. Вот это как раз апдейт обзора трехлетней давности. За эти три года произошло суперважное: собственно, все увидели. Был открыт источник GW170817 - слияние нейтронных звезд, которое удалось отнаблюдать и в гравволнах, и в гамма, и, важно для обзора, увидели килоновую.

Килоновые - это оптические транзиенты, связанные с радиоактивным распадом элементов, синтезированных в результате слияния нейтронных звезд (или нейтронной звезды и черной дыры). Они важны тем, что в них рождается много тяжелых элементов. Это долго предсказывали, моделировали, но пока всего раз отнаблюдали. Надеемся, что вскоре увидят еще.

Обзор охватывает все вопросы, касающиеся килоновых. Вводная часть понятна даже для тех, кто далек от этой тематики, хотя основная часть, конечно, для специалистов.

В рамках Decadal Survey Astro2020 в Архиве появилось несколько небольших заметок (см., например, arxiv:1907.07832) одной и той же группы по поискам техномаркеров (т.е., наблюдетльных особенностей, говорящих об искуственном происхождении наблюдаемых объектов).

В общем-то, ничего нового в них нет. Народ хочет финансирования из госсредств (которое в США было прекращено). Я думаю, что никаких групных средств давать на это не надо, т.к. средства, по сути, будут отниматься у нормальных исследований, а мы пока недостаточно много знаем, чтобы с умом тратить деньги и время на SETI.

Представлена предварительная версия четвертого фермиевского каталога активных ядер галактик. В каталоге почти 3000 источников, что почти вдвое больше, чем в предыдущем каталоге (новый составлен по результатам восьми лет наблюдений, а трейтий каталог - по четырем годам). Почти все обнаруженные объекты относятся к блазарам.

Менее двух лет назад исполнилось 50 лет открытию гамма-всплесков (хотя, если считать от обнародования результатов, то 50-летие еще впереди). Затем, в течение примерно 30 лет происхождение этих транзиентов было едва ли не самой жгучей загадкой астрофизики (сейчас это место заняли быстрые радиовсплески). В обзоре рассматривается история построения моделей гамма-всплесков, а также современное состояние дел.

В качестве дополнения интересно почитать свежий обзор Межароша: arxiv:1904.10488.

В обзорах я не писал о важном интересном (и пока непонятном) результате, связанным с необычной кривой блеска рентгеновского послесвечения гамма-всплеска, связанного со слиянием нейтронных звезд (которое было первым таким слиянием, зарегистрированном и гравитационно-волновыми детекторами). История публикаций на эту тему началась осенью прошлого года (1710.05435), когда собственно появилась статья с регистрацией рентгена на 9й день после вспышки. Затем последовала череда публикаций, в которых авторы рапортовали о росте (!) рентгеновского потока (1711.11573, 1712.02809, 1801.06164, 1801.03531). И вот, наконец-то, поток начал спадать.

В статье авторы представляют новые данные и пытаются дать интерпретацию результата в рамках предложенных ранее моделей. Практически все суммировано на рис. 2 в статье. Видимо, характер кривой блеска можно объяснить деталями устройства джета.

Наконец-то обнародованы результаты наблюдений сливающихся нейтронных звезд. В Архиве появилось около сотни статей. Поток данных связан с тем, что удалось увидеть и гамма-всплеск (1710.05446, 1710.05449, 1710.05450), и рентгеновское излучение (1710.05433), и послесвечение в оптике (1710.05432), и радиоизлучение (1710.05435), и даже килоновую (1710.05437). Последнее позволяет лучше понять процессы синтеза элементов после слияния нейтронных звезд (1710.05443, 1710.05445). О сравнении килоновой от GW170817 с другими можно почитать в статье 1710.05442. Ничего не удалось увидеть нейтринным телескопам, а также наземным гамма-телескопам в ТэВном диапазоне. Данные наблюдений суммированы в статье 1710.05833. Также удалось провести проверку нескольких важных предсказание ОТО - см. 1710.05834. И даже измерить постоянную Хаббла (1710.05835), правда, пока с не очень хорошей точностью, но метод-то отличный!

Так много данных удалось получить во-первых, потому что повезло (гамма-всплеск мог быть не направлен в сторону Земли), во-вторых, потому что всплеск очень близкий (всего 40 мегапарсек).

По поводу открытия уже очень много написано и рассказано. Поэтому ограничусь одной ссылкой на сайт Элементы.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Эффект Росситера-Маклафлина позволяет измерить угол между вектором собственного вращения звезды и вектором орбитального вращения транзитной планеты. Методика эффективно применяется в экзопланетных исследованиях, чему и посвящена статья. Очень понятно и детально описан сам эффект, а также приведены ключевые результаты, полученные с его помощью.

Что-то давно я не упоминал обзоры по гамма-всплескам.

Охвачены более-менее все основные вопросы. Упор сделан на результатах, или прямо полученных на спутнике Swift, или так или иначе с ним связанных.

Поскольку гамма-всплески просчечивают все по дороге - начиная от своих непосредственных окрестностей и до нас, - а кроме того, располагаются на больших красных смещениях, то их можно использовать в качестве инструментов, зондирующих вселенную. Связано это в первую очередь с тем, что послесвечение всплесков все чаще удается наблюдать в рентгеновском и оптическом диапазонах, что существенно расширает возможности по изучению среды вокруг источника и на пути излучения. Этому также отведено довольно много места в обзоре.

Июнь начался с того, что коллаборация LIGO выложила очередную статью о регистрации гравитационно-волнового сигнала от слияния черных дыр. Разумеется, немедленно в Архиве появилось множество работ по наблюдениям области локализации в разных диапазонах спектра. Краткое резюме: ничего не видно (как и должно быть).

Снова непонятно что вспыхнуло.

На этот раз речь идет о рентгеновской вспышке. Рост потока за сотню секунд. Падение- за тысячу. Всплеск явно космологический, но тщательные наблюдения видят там пустое место. Авторы гадают: то ли такой вариант гамма-всплеска, то ли такой приливной разрыв с сильной коллимацией.

Большой обзор по гамма-всплескам - и длинным, и коротким, - с упором на прародителей. Т.е., на массивные звезды и двойные нейтронные звезды.

Авторы заявляют об открытии гамма-транзиента, связанного с быстрым радиовсплеском FRB 131104. Использовались архивные данные спутника Swift. Длительность гамма-всплеска составляет 200-400 секунд. Если события и правда связаны, то это ставит проблемы перед моделями. Дело в том, что тогда энерговыделение получается на уровне 10⁵¹- 10⁵². В принципе, это соответствует сверхновым, гамма-всплескам и тп. А ведь есть повторяющиеся всплески, всплески со сложной структурой, что исключает катастрофические явления. Видимо, есть два варианта. Первый - банальный. Популяция быстрых радиовсплесков сильно не однородна, а потому разные источники проявляют взаимоисключающие свойства. Второй - еще банальнее. Данные ошибочны. Все-таки значимость гамма-сигнала невелика.

Теоретическое обсуждение см. в arxiv:1611.03848.

Однако, новые наблюдательные данные, полученные в радиодиапазоне на системе телескопов ATCA, свидетельствуют, что с большой вероятностью гамма-всплеск не связан с FRB.

Представлен третий каталог гамма-всплесков по данным Swift. Там около 1000 всплесков. Из них у 360 измерены красные смещения. Они покрывают широчайший диапазон: почти от 0 до почти 10!

Описаны особо выделяющие (например, ультрадлинные) всплески. Проведен статистический анализ.

В физике гамма-всплесков остается еще много вопросов. С другой стороны, наблюдение очень далеких всплесков важно для космологии и изучения первых поколений звезд. Новое поколение инструментов может позволить продвинуться в этом направлении. В первую очередь, авторы описывают перспективы спутника SVOM, но рассматриваются и другие инструменты. В том числе не только непосредственно работающие в гамма-диапазоне, поскольку для разностороннего изучения необходима идентификация на более длинных волнах, определение красного смещения, наблюдения послесвечений и прочее. Все это есть в обзоре.

Вышел в свет очередной каталог гамма-всплесков от спутника Ферми. В течение семи с лишним лет аппарат видит пару всплесков каждые три дня. Всего их набралось в итоге почти полторы тысячи. В третье издание каталога включены результаты по июль 2014 г. В итоге в списке 1405 всплесков.

Ультрадлинные гамма-всплески имеют длительность более 10 000 секунд. Ранее не удавалось обнаружить оптические транзиенты, связанные с ними. И вот увидели сверхновую.

Сверхновая необычная. Она очень яркая (хотя до т.н. супермощных и не дотягивает). Сейчас модно описывать такие сверхновые в рамках магнитарной модели. В ней источником дополнительной энергии является быстровращающаяся нейтронная звезда с большим полем.

Речь идет о всплеске GRB 111209A. Всплес был открыт на спутнике Swift. Его необычные свойства (большая длительность) обнаружили в эксперименте Конус (это проект ФТИ им. Иоффе) на борту спутника Wind. А затем наблюдения (уже в УФ диапазоне, с помощью прибора UVOT) снова подхватили на спутнике Swift и в наземных назблюдениях на VLT и с помощью прибора GROND, кроме того авторы использовали данные с Космического телескопа и с телескопа Джемини-S. Обнаружение послесвечения позволило определить красное смещение, на котором произошел всплеск: z=0.677.

Т.о., возможно, открыт очень важный объект, позволяющий связать вместе два феномена, каждый из которых, по большому счету, не имеет окончательного объяснения.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Скорее всего, результат со временем рассосется. Но раз уж статья принята в приличный журнал - расскажем.

Авторы уже не первый раз анализируют распределение гамма-всплесков с целью найти какие-то очень крупные структуры (космологических масштабов), которые очерчивались бы вплесками. И находят.....

В этот раз рапортуют о кольцеобразной структуре с диаметром под 2000 (точнее - 1720) Мпк (в сопутствующих координатах). Такие структуры противоречат сандартным - космологическим сценариям.

Вспышка гамма-всплеска может уничтожить жизнь на планете. Гамма-всплески чаще происходили в молодой вселенной, т.е. на больших красных смещениях. Авторы рассматривают, может ли (и с какой вероятностью) жизнь развиваться на больших z.

В качестве критерия они выбрали "менее одного всплеска за 500 млн лет". Далее, анализируя данные по гамма-всплескам и свойствам галактик, авторы приходят к выводу, что вероятность выжить достигает 50% на z=1.5, а на z=3 она составляет около 10%. Это не так мало, если жизнь - это распространенный феномен.

Довольно подробный обзор по слияниям нейтронных звезд. Упор сделан на то, что можно наблюдать любым доступным способом. Дело в том, что после слияния (сопровождающегося гамма-всплеском и всплеском гравитационно-волновго излучения) начинает происходить много всего интересного, что порождает транзиентный источник. Идут ядерные реакции.... (например, слияния нейтронных звезд могут быть основными поставщиками золота во вселенной) Все это есть во вполне доступном обзоре. Важно это, конечно же, в контексте того, что через год мы ожидаем регистрации гравволн.

Большущий обзор по станлартной модели гамма-всплесков. Авторы рассказывают о том, как открытия последних лет позволили продвинулись в понимании физики всплесков и, соответственно, улучшить модель. Разумеется, пришлось углубляться в физику. Были получены новые результаты. Все это можно найти в обзоре.

Авторы детально изучают самое начало длинных всплесков. Они выделяют первую короткую вспышку и сравнивают с короткими гамма-всплесками. Они оказываются очень похожими. Поэтому и говорят, что в начале каждого длинного вслеска есть короткий.

Обзор о современном состоянии дел в понимании и моделировании основного излучения гамма-всплеска. Описаны наиболее популярные сценарии и нерешенные проблемы. Несмотря на, вроде бы, обилие данных, окончательного ответа нет. Люди очень хотят надежного измерения поляризации для большого числа всплесков.

Команда Ферми представляет второй каталог намма-всплесков, созданный на основе 4 лет работы. Темп регистрации всплесков такой же - чуть реже, чем раз в день. В итоге за 4 года набралась почти 1000 всплесков.

См. также arxiv:1401.5069, где представлены данные по спектрам этих гамма-всплесков.

Довольно большой обзор по процессам в плазме в таких астрофизических источниках как магнитары, сверхновые и гамма-всплески. Только третий раздел обзора изобилует формулами. Остальные (т.е. примерно 3/4 статьи) представляют собой вполне доступное чтение.

Большой обзор по коротким гамма-всплескам. Собрано более-менее все: наблюдения, модели, нерешенные проблемы и т.д. Народ ждет регистрации гравволн, чтобы убедиться в том, это в самом деле слияния нейтронных звезд.

Кратко, довольно понятно, но строго изложены модели послесвечения в гамма-всплесках. Не все проблемы там решены, а потому часть обзора уделена именно задачам, которые пока остаются без ответов.

Описана сеть телескопов МАСТЕР и результаты, полученные на ней. Последние касаются не только гамма-всплесков, но и сверхновых, переменных звезд и т.п.

Опубликован первый каталог гамма-всплесков по данным основного инструмента (LAT) космической гамма-обсерватории имени Ферми. Событий там меньше тысячи, но важно, что есть десятки событий на энергия выше 100 МэВ.

Неплохой обзор по свежим работам в области изучения свойств галактик, в которых наблюдались гамма-всплески. Обсуждается роль металличности, непосредственного окружения, а также объекты на очень больших (для галактик) красных смещениях.

См. также небольшой обзор о наблюдених гамма-всплесков на спутнике INTEGRAl за 10 лет работы: arxiv:1302.4847.

Не сказать, чтобы прямо популяция и прямо - новая. Речь идет о трех всплесках, наблюдавшихся в 2010, 2011 и 2012 гг. Они сильно отличаются от других по своей длительности (полезно взглянуть на рисунок 2 в работе). Но не только по ней.

Авторы детально обсуждают свойства этих всплесков и высказывают мысль, что они являются представителями отдельной популяции. Скорее всего, это также (как и в случае длинных космологических гамма-всплесков) взрывы массивных звезд, но обсуждают авторы и другую модель - приливной разрыв.

Хороший обзор по наблюдениям и теоретическим моделям космологических гамма-всплесков.

В небольшом доступном неспециалистам обзоре обсуждается, как результаты последних лет по гамма-всплескам, полученные на спутниках Fermi и Swift, позволяют продвинуться в понимании природы этих объектов.

Немного хаотичный обзор, посвященный различным гамма-вспышкам. Вошло всего по чуть-чуть и вперемешку. Гамма-всплески и звездные вспышки, вспышки двойных разных классов, пекулярные объекты ... и т.д. и т.п. Плохо, что в обзоре нет системы.

С помощью 12-метрового телескопа в Парксе авторы искали радиовсплески от гамма-всплесков. Авторы обнаружили два события через примерно 10 и 15 минут после гамма-всплесков. Это короткие (25 мсек) радиовсплески с потоком порядка 7 янских. Аворы подозревают, что все-таки они могут иметь земное происхождение (RFI), поэтому в заголовке осторожно говорят лишь о верхних пределах.

Интересно, что радиотелескоп работал в режиме телескопа-робота, будучи подключен к системе GCN и реагируя на всплески при определенных условиях.

В 1998 году было обнаружено первое событие, показавшее связь некоторых гамма-вслесков со сверхновыми. С тех пор их открыли не так много: по штуке раз в два года примерно. Тем не менее. Отчасти дело в том, что гамма-всплески находятся далеко, и открывать столь далекие сверхновые непросто. Однако есть и сложности. Есть близкие гамма-всплески, у которых сверхновые не были обнаружены. Это говорит о том, что некторые гамма-всплески могут быть связаны с т.н. "неудавшимися" сверхновыми (такое должно быть, особенно при образовании черных дыр. которые. как полагают, и сидят в "сердце" машины гамма-всплеска). Некоторые детали этой запутанной картины можно найти в небольшой обзоре.

Существовало предсказание, что гамма-всплески являются эффективными ускорителями для космических лучей сверхвысоких энергий. Тогда в стандартной модели должны были в итоге появляться и нейтрино.

Новые данные коллаборации IceCube дают лишь верхний предел на поток таких нейтрино от гамма-всплесков. Это находится в умеренном противоречии с предсказаниями стандартной модели.

Пожалуй, гамма-всплески ушли с переднего края астрофизики. Однако это не значит, что в этой области нет новых интересных результатов и вопросов. Вот они-то и обозреваются в статье. Особое внимание уделяется испусканию квантов самых высоких энергий.

Небольшой обзор самых свежих данных по галактикам, в которых наблюдаются гамма-всплески (и короткие, и длинные). Знание того, в какой среде находятся источники всплесков, важно для понимания их природы.

Впервые LIGO дает действительно интересный результат. Необнаружение гравволнового сигнала, связанного с коротким гамма-всплеском в галактике М81 подтверждает идею о том, что это магнитарная вспышка. Альтернативой было бы слияние компактных объектов (как для обычных коротких всплесков), но это исключено гравнаблюдениями.

За два года прибором зарегистрировано почти 500 всплесков. Представлены принципы составления каталога и дано его описание. Отметим, что из 291 зарегистрированного всплеска 18 были также зарегистрированы в более жестком диапазоне прибором LAT - основным инструментом космической гамма-лаборатории имени Ферми.

В отдельной работе .

Автор дает довольно популярный обзор по различным космическим взрывам. В основном упор делается на сверхновых типа Ia, но по чуть-чуть рассказано обо всем, даже Большой взрыв упомянут (чтобы сказать, что это совсем не похоже на взрыв). Интересно, что обзор в основном адресован специалистам по земным взрывам.

Представлен большой каталог (более 300 источников) радиопослесвечение гамма-всплесков. Туда попали и классические длиные всплески, и короткие, и рентгеновские вспышки. Представлены некоторые соотнешения и корреляции.

Довольно интересная идея. Гамма-всплески. как известно, сопровождаются и оптическими транзиентами. За годы изучения удалось поймать десятки таких вспышек, причем одна была ярче 6-й величины. Значит, изредка могут быть и более яркие.

Авторы проводят некоторые манипуляции с известными данными и приходят к выводу, что вспышки, видимые невооруженным глазом происходят где-то раз в 10 лет, вспышки ярче 3-й величины - пару раз за столетие, а вспышки нулевой величины - пару раз в тысячелетие. В общем - не ноль даже для самых ярких. Тогда вспоминаем, что есть исторически хроники, куда попадали и необычные небесные явления. И авторы начинают искать возможные кандидаты.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Вскоре апгрейднутые LIGO и VIRGO начнут регистрировать по слиянию в месяц. Будет очень важно увидеть проявление этого события в каких-то диапазонах электромагнитного спектра. Авторы анализируют несколько возможностей, учитывая перспективы запуска новых наблюдательных проектов. Получается, что наиболее многообещающим выглядит обнаружение в оптике т.н. "килоновой". Это излучение связано с ядерными реакциями r-процесса в выброшенном веществе. Ключевым инструментом должен стать LSST, но даже для него необходимо специальная программа, чтобы не пропустить такие вспышки с продолжительностью около суток и ожидаемой звездной величиной 19-22.

Это глава из книги. Речь идет о звездах, финальный эпизод жизни которых сопровождается появлением гамма-всплеска. Соответственно, приходится говорить и о работе центральной машины, которая завязана на свойства ядра умирающей звезды.

Ключевыми свойствами звезда-прародителей являются вращение и металличность. Автор обсуждает разные модели, приводящие к гамма-всплеску. Основные классы включают в себя черную дыру с мощным тором и очень быстровращающийся магнитар. Сравнение с данными наблюдений позволяет лучше понять свойства центрального механизма, хотя там и остается много неясного.

Используя некоторые разумные предположения, авторы получили большое красное смещение для гамма-всплеска GRB 090429B. К сожалению, спектроскопических данных нет. Так что оценка не очень надежна. Иначе это был бы рекорд, а так вполне возможно, что красное смещение даже ниже 8, т.е. рекодным не является.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Каталог включает в себя 476 всплесков, зарегистрированных между 19 декабря 2004 и 21 декабря 2009 г. проведен некоторый анализ данных и сравнение с данными других экспериментов.

Таблицы с данными доступны здесь.

Еще одна статья об интересной гамма-вспышке, которая, по всей видимости, связана с приливным разрывом звезды сверхмассивной черной дырой, когда джет попал прямо на нас.

Недавно был обнаружен интересный гамма-всплеск. Сразу же была высказана гипотеза, что это событие может быть связано с приливным разрывом звезды центральной черной дырой. В данной заметке эта модель развивается в некоторых деталях.

Другую гипотезу о происхождении всплеска можно найти тут: arxiv:1104.3290. Оригинальные статьи по наблюдениям события приводятся ниже.

В статье описываются наблюдения недавнего гамма-всплеска, о котором уже шла речь выше. Представлены наблюдения во всех спектральных диапазонах. Наиболее вероятно, что мы имеем дело с приливным разрывом звезды сверхмассивной черной дырой.

Оптические наблюдения показали, что источник находится в самом центре галактики на z=0.35. В гамма-диапазоне это был самый долгий гамма-всплеск, а с другой стороны-самая яркая рентгеновская вспышка из центральной области какой-либо галактики. Источник был также зарегистрирован в ИК и радио диапазонах. Примерно за миллион секунд было выделено около 10 в 53 эрг. Это под 10 процентов от массы покоя Солнца. Спектр был похож на спектры блазаров.

См. также arxiv:1104.3257. Там детально развивается модель приливного разрыва в приложении к данному всплеску.

Довольно подробно автор обсуждает открытые вопросы о природе космологических гамма-всплесков. Чуть ли не половину объема занимает список литературы из 352 наименований. Наверное, этим обзор в первую очередь и полезен.

Кроме телескопа большой площади (LAT) - основного инструмента космической гамма-обсерватории имени Ферми, на борту стоит детектор гамма-всплесков. В статье очень кратко суммированы основные результаты работы за два года.

За два года зарегистрировано 540 всплесков, 270 из которых попали в поле зрения LAT. 18 всплесков увидели на энергиях выше 100 МэВ. У одного кроткого всплеска увидели излучение аж на 30 ГэВ! Готовится каталог. Кроме этого, монитор видит много всякой активности: вспышки магнитаров и т.п.

Проведены численные расчеты, показывающие, что при слиянии нейтронных звезд естественным образом возникает черная дыра, генерируются сверхсильные магнитные поля и появляются струи. Вместе это дает короткий гамма-всплеск.

Угол раскрытия джета гамма-всплеска-важнейший параметр в этой науке. Определить его непросто. Обычно используют наблюдений в разных диапазонах и включают стадию после основного импульса. Авторы же предлагают метод, основанный только на гамма-наблюдениях во время самого всплеска. Использую данные Ферми они строят распределение для нескольких сотен всплесков. Джеты получаются довольно широкими. В двухмодовом распределении основная доля (длинные всплески по большей части) имеет средний угол около 8 градусов. Но есть еще вторая мода (в основном короткие всплески) с небольшим числом всплесков, где средний угол уже около 50 градусов.

Большой обзор в основном посвящен вспышкам магнитаров и родственным феноменам. Но начинается все с основ. Написано очень понятно, жалко только, что проиллюстрировано просто никак: нет иллюстраций, а они сильно облегчили бы восприятие для неспециалистов.

Интересная диссертация: как результатами, так и разными описаниями и ведениями. Рассмотрен, пожалуй, весь круг вопросов, связанных с регистрацией гамма-всплесков на основном инструменте обсерватории Ферми. Кроме этого дано хорошее описание гамма-всплесков, данных по высоким энергиям до Ферми и т.п.

Дается обзор пяти лет работы спутника Swift.

На спутнике, кроме основного инструмента - гамма-телескопа, - стоит рентгеновский детектор и оптический телескоп (чувствительный также в УФ). Т.е., одновременно можно наблюдать источники в очень широком спектральном диапазоне. Основной задачей было исследование гамма-всплесков. И тут Swift безусловно преуспел. Но и кроме этого сделано немало. Здесь и сверхновые, и аккрецирующие белые карлики, и даже кометы!

В коротком обзоре популярно изложены все основные результаты. также много красивых картинок.

Напомню, что идея магнитаров одновременно родилась у Дункана и Томсона и Усова. Последний был мотивирован необходимостью предложить эффективный механизм для гамма-всплесков. Было это в 1992 году. С тех пор развивается идея о том, что некоторые (особенно короткие) гамма-всплески могут быть связаны с рождением магнитаров. Пытаются выделить характерные черты таких событий. В обсуждаемой статье авторы обсуждают необычный (но не уникальный) короткий гамма-всплеск. Плато в его рентгеновской кривой блеска наводит авторов на мысль о том, что мы видим образование сильно замагниченной быстро вращающейся нейтронной звезды.

Хороший короткий обзор по хорошо локализованным гамма-всплескам. Собрано почти все. Упор сделан на данные Swift (и немножко INTEGRAL). Но общая статистика приводится по всем основным аппаратам. Что-то неизбежно описано очень кратко (типо данных ФЕрми), но в таких случаях помогают ссылки.

Впервые от короткого гамма-всплеска увидели ГэВное излучение, причем оно оказалось задержанным относительно всплеска. Сам всплеск на энергиях менее 5 МэВ имел длительность 0.8 секунды. А вот в более жестком диапазоне он длился уже 3 секунды. Причем максимум на ГэВах сдвинут относительно максимума на сотнях кэВ.

Полученные данные безусловно ставят новые вопросы перед теоретиками, работающими над моделью коротких всплесков. Т.е., с одной стороны есть новые данные, с другой стороны, эти данные создают новые проблемы. В самой статье авторы кратко обсуждают некоторые возможности для генерации такого ГэВного излучения. Но ясно, что будут большие детальные теоретические работы, специально посвященные объяснению нового свойства коротких всплесков.

Как известно, в Nature публикация важных результатов сопровождается популярным обзором, разъясняющим, почему это важно и интересно. Данный разъясняет, что такого существенного (кроме рекорда) в том, что увидели гамма-всплеск на z=8.2.

Кстати, о самом далеком коротком гамма-всплеске см. arxiv:0911.0046.

Обзор посвящен разбору проблем в построении теоретических моделей гамма-всплесков, проблемам этих построений и возможным путям их решения.

Большой обзор по гамма-всплескам. Разумеется, речь идет не только о наблюдениях спутника Swift. Отдельная глава посвящена свойствам материнских галактик. Также подробно рассмотрены теоретические модели (и их проблемы).

JANUS - небольшой спутник, который будет запущен в 2013 году. На его борту будет стоять 50-сантиметровый ИК-телескоп и рентгеновский монитор. Последний и описывается в предлагаемой статье.

Монитор в первую очередь предназначен для наблюдения гамма-всплесков и рентгеновских вспышек в диапазоне 1-20 кэВ. Основная задача - обнаружение далеких всплесков. Это важно для изучение темпа звездообразования на больших красных смещениях.

Статья в основном содержит техническое описание детектора.

GRB090510 - хорошо изученный всплеск. Для него определено красное смещение (0.9) и найдена материнская галактика (эллиптическая позднего типа или спиральная раннего). Впервые удалось получить спектр короткого жесткого гамма-всплеска на очень высоких энергиях, и это принесло неожиданный результат. Во-первых, спектр оказался неожиданным, он плохо описывается функцией Бэнда. В нем наблюдаются две компоненты (уточню, что авторы, разумеется, аккуратно пишут о том, что "спектр можно интерпретировать как содержащий две компоненты." Эти две компоненты: Бэнд и еще одна степенная.). Это очень важная информация для определения механизма(ов) излучения. Во-вторых, зарегистрированы фотоны с энергией вплоть до 31 ГэВ. Это дает возможность поставить нижний предел на лоренц-фактор: >1200. Это рекорд для GRB. В-третьих, регистрация высокоэнергичных фотонов позволяет дать ограничения на параметры квантовой гравитации. Из-за нарушения лоренц-инвариантности фотоны разных энергий должны распространяться с разной скоростью. Если считать, что все фотоны во всплеске испускаются одновременно (или как-то ограничить время испускания фотонов разных энергий), то хороший тайминг в области высоких энергий позволяет дать ограничения (ну или, потенциально, зафиксировать эффект) на масштаб масс квантовой гравитации. Данные по всплеску GRB090510 позволяют дать наиболее сильный предел, задвинув характерную массу на масштаб выше планковской.

В дополнение можно посмотреть статью по наблюдениям того же всплеска на AGILE: arxiv:0908.1908

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

В последние годы (даже десятилетия) в космосе регулярно работает несколько гамма-детекторов. Часть из них установлена на аппаратах, находящихся далеко от Земли. Это позволяет методом триангуляции очень точно определять координаты всплесков (отдельный аппарат как правило определяет координаты очень неточно - ошибка составляет градусы). В каталоге представлены данные по 226 всплескам, кторые были зарегистрированы на спутнике HETE-2 и одновременно хотя бы на одном удаленном аппарате. Для 154 вспышек получены очень точные координаты.

См. также arxiv:0907.2462 о возможном внегалактическом всплеске магнитара.

Запуск спутника Ферми позволил за несколько месяцев удвоить статистику по гамма-всплескам, зарегистрированным выше 100 МэВ, а также дал в руки исследователей достаточно хорошие спектры, разрешенные по стадиям всплеска (Ферми просто собирает больше фотонов) - детальный анализ одного из всплесков см. в arxiv:0907.0714.

В заметке авторы приводят предварительные результаты по нескольким всплескам, зарегистрированным на LAT. Набирающаяся статистика уже позволяет с надежностью говорить о том, что высокоэнергичные фотоны начинают излучаться после вспышки в более мягком диапазоне. Это может быть связано с тем, что всплески в разных диапазонах происходят в пространственно разнесенных областях.

Не исключено, что ключевым моментом для понимания работы центральной машины гамма-всплесков станет достаточно точное измерение поляризации для значительного числа всплесков. Пока в этой области есть лишь достаточно противоречивые результаты, поскольку ни одна специальная миссия поляризацию не измеряет (есть лишь планы). В обзоре перечислены основные уже существующие результаты, теоретические предсказания и планы на ближайшее будущее.

См. также arxiv:0906.5440.

В Южной Америке (Боливия, Венесуэла, Мексика, а в будущем и Перу, прототипы будут построены или уже создаются еще в нескольких странах) работает высокогорная обсерватория с черенковскими водными детекторами, предназначенными для наблюдений гамма-всплесков в диапазоне 10 ГэВ- 1 ТэВ.

Детекторы начали работать недавно (в 2007 г. - в Мексике, в 2008 - в Боливии, и в этом году полноценные высокогорные детекторы заменят прототипы и мелкие детекторы на низкой высоте в Венесуэле). Поэтому пока довольно мало всплесков могли наблюдаться сразу несколькими детекторами (а разными частями обсерватории - так и вовсе один). Поэтому не удивительно, что авторы рапортуют лишь о верхних пределах.

О технической стороне эксперимента см. также arxiv:0906.0814, arxiv:0906.0820.

Арнон Дар дает сводку докладов по некоторым (близким ему) разделам астрофизики высоких энергий, сделанных на очередной конференции в Морионде.

Исключая раздел про гамма-всплески (относительно которых у Дара есть идеи, не только не совпадающие с распространенным взглядом на физику этого явления, но и приводящие к очень жестким, на грани крика, дискуссиям), который надо читать с осторожностью, остальные, особенно первые (по 11-ю страницу), содержат хороший обзор состояния дел. Их можно всем смело советовать прочесть.

Большая статья, посвященная описанию методики наблюдений гамма-всплесков на большом телескопе спутника Ферми и рассуждениям о том, какие задачи стоят перед прибором, и что можно ожидать от его работы.

Задача состоит в исследовании всплесков на энергиях более 100 МэВ.

Сейчас самая далекая галактика имеет красное смещение 6.96, квазар - 6.43 (речь идет о надежных определениях). А вот гамма-всплеск - 8.3.

Красное смещение гамма-всплеска определено во-первых по фотометрии (это не очень точный метод), а во-вторых по лаймановскому скачку. Это уже более точно. Учитывая, что оба метода дают одинаковый (в пределах ошибок) результат, измерение можно считать достаточно хорошим.

В стандартной космологии z=8.26 соответствует возрасту 625 миллионов лет. Наличие всплеска говорит о том, что звезды уже рождались и умирали. Тот факт, что всплеск не отличается существенно от тех, что появляются на меньших смещениях. То ли работа центральной машины не сильно зависит от свойств звезды (тогда прародителем могла быть звезда популяции III). То ли уже успели появиться звезды, не сильно отличающиеся от "наших".

См. также вторую статью (другой группы) по этому всплеску: arxiv:0906.1578.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Еще одна статья про гамма-всплеск GRB080319B, который имел в оптике в максимуме видимую звездную величину ярче 6й.

Авторы описывают и детально анализируют переменность на масштабе секунд, впервые обнаруженную в оптике от гамма-всплеска. Обсуждается разный характер переменности в оптике и в гамма. Предлагается модель.

Авторы представляют полную выборку всплесков, зарегистрированных сетью ROTSE-III с марта 2005 года по июнь 2007. Это 12 всплесков. На основании данных наблюдений авторы пытаются сделать заключения о модели всплеска. Исключая рентгеновские вспышки (X-ray flares) часть данных (спектры) удается согласовать с моделью прямой ударной волны (forward shock). Т.е., в послесвечении рентген и оптика имеют один источник. Однако у модели огненного шара (fireball) есть проблемы с объяснением спада блеска очень ранних послесвечений.

Сеть ROTSE-III включает в себя четыре 45-сантиметровых инструмента в Австралии, Намибии (где стоит H.E.S.S.), Штатах и Турции. О некоторых всплесках авторы писали сразу после события, но для 8 (из 12) данные впервые публикуются в этой статье.

Для понимания механизма работы центральной машины гамма-всплесков было бы очень здорово иметь поляриметрические данные. Но поляриметрия в жестком рентгене и в гамма - это очень нетривиальная задача. Есть всего несколько (единицы!) всплесков, для которых случайно получены такие данные. И все они постоянно критикуются. Данные случайны, поскольку всплеск случайно оказывается в поле зрения прибора, который потенциально может дать оценку поляризации для ярких источников. В данном случае речь идет о приборах спутника Интеграл.

По всплеску 041219А написано уже много работ. В том числе и по поляриметрии. Источник случайно попал почти в центр поля зрения Интеграла, и был достаточно ярким (собственно, поток зашкалил). Всплеск имеет для горба. В предыдущих статьях сообщалось об измерении поляризации в первом горбе. Сейчас же авторы подвергают ранний результат критике, и говорят о поляризации во второй части всплеска. Т.е., поляризация по их данным менялась в течение вспышки.

Не исключено, что будут появляться и новые попытки анализа за всплеск-то 2004 года выпуска!). видимо, ясность сможет внести только специализированная миссия. Но ее надо ждать ....

Краткие итог: ничего не видно. Авторы отнаблюдали 32 случая - пусто. Обычно смотреть начинали спустя минуты или десятки минут после всплеска. В принципе, некоторые модели предсказывали, что что-то должно быть видно.

Представлен каталог 56 гамма-всплесков (с картинками и обсуждением каждого всплеска) по данным обсерватории INTEGRAL. Детальный анализ дан для 43 всплесков, для которых в общедоступном архиве INTEGRAL есть соответствующие данные. Обновленность заключается в том, что авторы используют новый софт, который качественнее обрабатывает данные для всплесков, наблюдавшихся далеко от центра детектора.

Очень интересный всплеск. Сперва он был классифицирован как длинный. Но потом, когда достоверно было определено красное смещение 6.7, стало ясно, что в своей системе отсчета этот всплеск имел длительность всего лишь около секунды, т.е. относится к коротким. Современная стандартная картина показывает нам короткие всплеси преимущественно на малых красных смещениях, и энергетика у них поменьше. Поэтому открытие GRB 080913 очень важно, для нашего понимания гамма-вплесков. Пока есть много гипотез, и дискуссия открыта.

См. также еще одну статью другой группы по наблюдениям того же источника: arxiv:0810.2314.

Описывается проект небольшого спутника, предназначенного для измерения поляризации гамма-всплесков в диапазоне 2-500 кэВ. Проект направлен в январе этого года в НАСА. Ожидается, что за 2 года работы прибор даст измерения для сотни гамма-всплесков.

Прототипы детекторов уже успешно тестировались в баллонных экспериментах, также активно проводилось моделирование ожидаемых результатов. Все основные технологии отработаны, поэтому можно сделать надежную недорогую миссию, которая выдаст очень востребованный результат, т.к. поляризационные наблюдения крайне необходимы для проверок меделей работы центральной машины гамма-всплесков.

О других поляризационных детекторах см. arxiv:0810.2693, arxiv:0810.2700 (это о планируемомо поляризационном детекторе на XEUS), arxiv:0810.2780 (это о планируемом детекторе на борту китайского спутника HXMT).

Гиперакреция на черные дыры может реализовываться сразу после коллапса или же после слияния двух компактных объектов. Как известно, именно в таких системах, согласно современной картине, возникают гамма-всплески.

Обзор написан очень понятно, поэтому его можно смело всем рекомендовать. Также про аккрецию на черную дыру, но только после слияний, см. свежую оригинальную статью arxiv:0810.2535.

Сразу две группы (см. вторую статью arxiv:0809.4043) докладывают об обнаружении интересного оптического транзиента.

Транзиент наблюдался после гамма-всплеска. Всплеск был обнаружен 10 июня 2007 года спутником SWIFT. Сразу стало ясно, что это скорее всего какой-то галактический объект, а не космологический гамма-всплеск. Это следовало не только из того, что источник лежит в плоскости Галактики, но и из ряда других свойств.

Затем, прибор RXT обнаружил рентгеновскую вспышку. Также было обнаружено и оптическое излучение. Сперва вся сумма данных указывала на то, что это может быть двойная система с черной дырой (быстрая рентгеновская новая).

Однако новые данные говорят о другом. В рассматриваемых статьях авторы сообщают о наблюдении нескольких десятков оптических вспышек, очень похожих на рентгеновские вспышки магнитаров. Вроде бы есть указания на характерный период около 7 секунд. Поэтому обе группы интерпретируют данные, как оптическое излучение магнитара. Тогда это будет первое такое оптическое наблюдение. Однако не исключено, что могут появиться и другие модели.

Каталог включает в себя 1082 всплеска в диапазоне 40-700 кэВ, которые были обнаружены спутников BeppoSAX.

Забавно, после успешного запуска GLAST ученые, работающие с данными AGILE, тут же начали выдавать статьи. Вот еще одна.

Со времен работы прибора EGRET на борту Комптоновской обсерватории не было регистрации относительно позднего (задержанного) излучения гамма-всплесков на очень больших энергиях. AGILE оптимизирован для таких наблюдений. И вот от GRB 080514B зарегистрирован поток на энергиях выше нескольких десятков МэВ уже после того, как исчез поток на стандартных для гамма-всплесков энергий. Правда, речь идет о секундах. Всплеск длился 7 секунд, а еще 6 секунд после этого приходили жесткие кванты.

Авторы пытаются дать обзор свойств массивных звезд, которые порождают в конце своей жизни длинные гамма-всплески. Разумеется, никакой ясности тут нет, и авторы скорее пытаются просто что-то понять на основе стандартной модели и известных данных о послесвечениях всплесков.

Кстати, о механизме центральной машины гамма-всплесков можно посмотреть короткий обзор arxiv:0807.0747.

Авторы переобрабатывают данные EGRET и составляют новый каталог источников. В оригинальном варианте был 271 источник. В новом - 188. 107 "старых" источников не вошли в новый каталог. С другой стороны, появилось 30 новых. Основные изменения связаны с моделью межзвездной среды.

Хотя гамма-всплески и называются гамма-всплесками, но в самом деле жесткое гамма-излучение от них наблюдается не так уж часто. Однако есть несколько примеров обнаружения гамма-всплесков на энергиях >20 MeV. В преддверии запуска спутника GLAST авторы суммируют предыдущие наблюдения и делают некоторые предсказания.

Короткие гамма-всплески наблюдаются в галактиках разных типов. Галактики с заметным звездообразованием составляют более 80 процентов. Остальное - эллиптические. Если сравнивать материнские галактики коротких и длинных всплесков, то у вторых они систематически имеют меньшую металличность и более высокий темп звездообразования. Автор полагает, что это говорит о разных прародителях у коротких и длинных всплесков. Стандартная идея о том, что короткие всплески связаны со слияними нейтронных звезд укладывается в данные о материнских галактиках.

Разные группы наблюдателей (и оптики, и рентгенщики) написали общую большую статью в Nature, посвященную всплеску 19 марта, который в максимуме был виден невооруженным глазом. Совместный анализ оптических и гамма/рентгеновских данных показывает, что мягкое и жесткое излучение рождаются в одной области вдали от центрального источника (черной дыры), но связаны с разными спектральными компонентами. Все неплохо укладывается в стандартную картину взрыва массивной звезды, которая до взрыва имела сильный звездный ветер, через который и распространяется сильно релятивистский джет.

Богдана Пачинского более чем справедливо считают одним из самых значительных астрофизиков 20 века (думаю, будет справедливо, если запускаемый в мае спутник GLAST назовут в его честь). Он внес вклад в разные области астрономии. Ему было свойственно и генерировать яркие "быстрые" идеи, и справляться со сложными глубокими вопросами. Одной из областей, в которой его вклад крайне велик, является астрофизика гамма-всплесков.

В своей статье Цви Пиран дает очень яркий обзор истории развития астрофизики гамма-всплесков и роли Пачинского в этом. Читать стоит по трем причинам: просто хорошо написано (ярко, весело, динамично), хорошо очерчена история, можно легко понять основные черты современной станлартной модели гамма-всплесков.

Короткая заметка, в которой дается обзор наблюдений гамма-всплесков с помощью наземных гамма-телескопах в диапазоне порядка ТэВ. Это раздел большого отчета. Его цель - дать рекомендации для будущих проектов. Очень концентрировано описано теперешнее состояние дел (есть несколько неподтвержденных слабых кандидатов), теоретические основы, позволяющие надеяться на регистрацию гамма-всплесков на высоких энергиях, и сделаны некоторые выводы, касательно будущих наблюдений.

От 30 до 50 процентов гамма-всплесков сопровождаются рентгеновскими вспышками (не путать с послесвечением!), которые происходят спустя сотни, тысячи, или даже десятки тысяч секунд после основного всплеска. Теория этого явления не очень понятна, и в коротком обзоре в основном осуждаются наблюдения, в первую очередь на спутнике Swift, который играет первую скрипку в изучении этих рентгеновских вспышек.

В марте 2008 г. произошло важное событие. Людям, изучающим гамма-всплески, придется запомнить еще один номер: GRB 080319b. От этого всплеска удалось увидеть оптическое излучение в максимуме блеска, и это оказался объект ярче шестой звездной величины! Т.е., его было видно невооруженным глазом (конечно, только в месте с очень темным небом). Разумеется, эта новость привлекла внимание, и в Архиве еще будет много статей по этому поводу.

Статья Савальо и др. - о другом. В ней авторы дают самый полный на сегодняшний день обзор свойств галактик, в которых наблюдались гамма-всплески. Рассмотрено 46 звездных систем. Самая далекая находится на красном смещении 6.3. В среднем эти галактики имеют металличность в 4 раза ниже солнечной. Анализируются данные по темпу звездообразования.

К сожалению, пока не хватает статистики, чтобы проанализировать галактики, разделив их по подклассам гамма-всплесков. В первую очередь это относится к коротким всплескам.

Работать надо быстро. Меньше недели назад произошел всплеск, а 42-страничная статья уже направлена и выложена в Архив.

Речь идет о гамма-всплеске GRB 080319B, о котором писали все новостные ленты. Удалось пронаблюдать оптическое излучение самого всплеска (не послесвечение) в самые первые мгновения взрыва. При этом блеск был настолько велик, что был не только поставлен рекорд, но и превзойдет важный психологический рубеж - шестая звездная величина, - который разделяет объекты видимые невооруженным глазом от невидимых.

В статье авторы суммируют наблюдения в оптике и в ИК, как во время всплеска, так и после него (т.е., послесвечение). Кроме того, обсуждается, что это может дать теории, как можно объяснить наблюдавшиеся феномены. Наконец, авторы обсуждают наблюдаемость таких всплесков на будущих инструментах. Будущие установки для поиска оптических транзиентов, основанные на телескопах метрового класса, смогут видеть такие всплески с z~17.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Для разных подвидов гамма-всплесков продожают предлагать и разрабатывать разные сценарии. Все они включают в себя образование компактного объекта и диска вокруг него, но детали различаются. Например, есть короткие всплески, у которых в дополнение к основному импульсу видят также широкий всплеск длительностью до 100 секунд. В данных SWIFT таких немало. В этой статье авторы развивают модель, в которой такие всплески порождаются протомагнитаром, возникшим или при коллапсе белого карлика, или при слиянии белых карликов или нейтронных звезд. Требуются достаточно экстремальные параметры: поле 3 10¹⁵ гаусс при периоде 1 мсек.

В рентгеновском излучении одного из гамма-всплесков была обнаружена интересная деталь. Авторы строят модель и приходят к выводу, что это может быть линия никеля. Если модель правильная, то, как часто бывает в астрофизике, спектральные данные дадут возможность понять очень-очень много нового о механизме всплеска, о том, что происходило "внутри центральной машины". Например, можно будет с уверенностью говорить о том, когда после начала коллапса произошел гамма-всплеск.

В феврале этого года приборы эксперимента Конус-Винд, а также другие детекторы, зафиксировали короткий жесткий всплеск. По своим свойствам он очень похож на гигантские вспышки магнитаров. Причем, всплеск проецируется на М31. Т.о., все говорит в пользу того, что это всплеск внегалактического источника мягких повторяющихся гамма-всплесков.

Описаны основные результаты наблюдений на МАСТЕРе за 2005-2006 гг. Основная задача телескопа - изучение оптического послесвечения гамма-всплесков, но попутно решаются и другие задачи, связанные с наблюдениями оптических транзиентов: поиск сверхновых, астероидов и тп.

Авторы задаются вопросом: каким должен быть идеальный инструмент для поиска гамма-всплесков с большим красным смещением. Такие всплески помогли бы узнать много интересного об эпохе реионизации.

Идеальный инструмент сравнивается с возможностями современных приборов, а также тех, которые полетят в ближайшем будущем. По мнению авторов ни INTEGRAL, ни GLAST не смогут тут помочь, а вот EXIST сможет увидеть достаточное количество далеких гамма-всплесков.

См. ниже статью о чувствительности EXIST к гамма-всплескам.

На наземном гамма-телескопе MAGIC регулярно проводят поиски сигнала от гамма-всплесков. Пока, увы, ничего не обнаружено. Но о том, какие есть планы и надежды, можно прочесть в этой статье.

Статей по результатам MAGIC появилась масса. О наблюдениях гамма-всплесков на MAGIC см. также arxiv:0709.1386. О поиске тау-нейтрино - arxiv:0709.1462. Об открытии жесткого гамма от 3С 279 - в arxiv:0709.1475. О мониторинге блазаров - тут. О регистрации излучения от BL Lac в 0709.2265, О наблюдениях другой лацертиды, проведенных совместно с рентгеновскими спутниками, читайте в следующей статье. О наблюдениях во время сумерек и при лунном свете читайте здесь. О наблюдениям микроквазаров - в 0709.2288. О поисках источников космических лучей сверхвысоких энергий - здесь. О тестовых прогонах в рамках подготовки к совместным наблюдениям с нейтринными проектами можно прочесть здесь.

О технологии, используемой при создании зеркала MAGIC-II (более крупной и современной версии, второй телескоп будет стоять рядом с первым, и они будут работать в паре) можно прочесть здесь: arxiv:0709.1372. Камера, которая будет установлена на MAGIC-II, описана в arxiv:0709.2474 О статусе пострйоки второго телескама см. 0709.2605.

Апгрейду телескопа посвящена статья arxiv:0709.2363. Еще о технических аспектах работы MAGIC см. arxiv:0709.1410, arxiv:0709.1574, arxiv:0709.1694, arxiv:0709.2052.

Похоже, что один из гамма-всплесков на самом деле является необычной вспышкой на нейтронной звезде в тесной двойной системе. Авторы полагают, что не исключено, что есть много систем такого типа, но пока они ускользают от наблюдателей из-за трудноуловимости их вспышек.

Для появления длинного гамма-всплеска, что в наиболее популярном сценарии связывается с коллапсом ядра достаточно массивной звезды, необходимо быстрое вращение ядра звезды. Обычно звезды достаточно эффективно замедляются. Раскрутить звезду можно в тесной двойной системе. Кроме того, было предложено, что при малой металличности звезды остаются достаточно быстровращающимися. В данной статье представлен анализ ситуации, в которой малометалличная звезда входит в тесную двойную систему.

Во-первых, показано, что в такой двойной можно получить условия, при которых вторая (менее массивная) звезда даст гамма-всплеск. Во-вторых, система распадается после первого взрыва, поэтому можно ожидать, что предсверхновая будет убегающей звездой. Это значит, что она пройдет несколько сот парсек до порождения всплеска. Наконец, поскольку скорее всего направление джета будет перпендикулярно скрости звезды , можно сделать предсказания относительно свойств среды вокруг взрывающейся звезды. Это важно для описания свойств послесвечений (ореолов) гамма-всплесков.

Для многих гамма-всплесков мы можем получить вполне подробную информацию о галактиках, в которых они появились. Разумеется, это дает много поводом для раздумий. Авторы резюмируют наше знание в этой области, и пытаются показать, как это помогает в понимании природы механизма всплесков.

10 июня этого года спутник SWIFT увидел очередной гамма-всплеск. Ну увидел - и увидел. Он их часто видит, для того и запускали. Но все не так просто. Возможно, что мы имеем дело с интересным открытием.

Спутник SWIFT несет на борту приборы, позволяющие определять положение всплеска с достаточно высокой точностью (несколько угловых минут). После всплеска, длившегося 5 секунд (нормальный всплеск, классифицируемый как "длинный") в той области, из которой пришел всплеск удалось увидеть переменный рентгеновский источник. Оптические наблюдения этой области показали, что спектр похож на спектр звезды класса К (это может быть суб-гигант или карлик, т.е. обычная звезда главной последовательности). Все это говорит о том, что мы видим тесную двойную систему, скорее всего с черной дырой. Если эта система имеет отношение к всплеску, то это очень важный результат! Это означает, что двойные черные дыры (в паре с маломассивным компаньоном) могут показывать очень интересный тип активности, который "подмешивается" к обычным гамма-всплескам!

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Возможно, что удалось идентифицировать остаток гиперновой! Показано, что сверхоболочка в галактике IC10 вероятнее всего была сформирована за счет одного сильного взрыва.

Авторы рассматривают вопрос о том, не связаны ли некоторые известные галактические кандидаты в черные дыры с гамма-всплесками и гиперновыми. Т.е., не было ли в момент рождения соответствующих черных дыр гамма-всплесков. Вывод авторов в отношении нескольких объектов [Nova Sco (GRO J1655-40), Il Lupi (4U 1543-47), XTE J1550-564, GS 2023+338] утвердительный. А вот известный кандидат в черные дыры в системе Лебедь Х-1 с гамма-всплеском не связан, по мнению авторов. Связано это, опять же "как полагают авторы", с разными массами компонент в двойых системах.

Представлен каталог гамма-всплесков, зарегистрированных прибором BAT (Burst Alert Telescope) на борту спутника SWIFT в период с 19 декабря 2004 года по 16 июня 2007. Включено 237 событий.

Таблицы с данными доступны здесь.

Дается краткое описание каталога, который доступен он-лайн здесь. В каталог вошло 77 гамма-всплесков, а также рентгеновские кривые блеска для 56 всплесков.

Представлены результаты численного моделирования. В результате коллапса образуется сильно замагниченаая быстровращающаяся нейтронная звезда - магнитар. Формируются джеты. Параметры образовавшегося объекта позволяют по мнению авторов, говорить о появлении длинного гамма-всплеска.

См. также arXiv:0707.2219 о связи сверхновых и гамма-всплесков, а также о возможности того, что в сердце центральной машины всплеска сидит нейтронная звезда, а не черная дыра. И arXiv:0707.2187 о связи гамма-всплесков со звездами малой металличности.

Как известно, длинные гамма-всплески многие связывают со сверхновыми. Причем не со всякими, а только с типом Ibc (см. также arxiv:0706.3209). Причем, не все сверхновые этого типа, а лишь часть. Вот про последнее и идет речь в статье.

Автор показывает, что если гамма-всплески и рентгеновские вспышки закачивают в энергию релятивистского потока вещества более 10⁴⁸ эрг, то сверхновые Ibc обычно закачивают меньше. В итоге, менее 3 проецнтов от близких сверхновых этого типа дают основание заподозрить их связь с гамма-всплесками.

Разумеется, "многое сделано, но многое еще предстоит". Автор надеется, что планируемые оптические обзоры, предназначенные для поиска сверхновых, смогут пролить свет на физику сверхновых Ibc, и на иъ связь с гамма-всплесками и рентгеновскими вспышками.

Представлены данные по 218 всплескам, зарегистрированным в период с декабря 2004 года по май 2007. Для 76 из них измерены красные смещения. Обсуждаются корреляции между различными параметрами. Результаты сравниваются с тем, что было известно до SWIFT'а.

С помощью наземного гамма-телескопа MAGIC проведены наблюдения самой известной системы с черной дырой (или, строго говоря, с кандидатом в черные дыры) - Лебедь Х-1. Никакого постоянного гамма-излучения обнаружено не было. Зато есть слабое (на уровне 4 сигма) указание на то, что была обнаружена вспышка. Причем вспышка совпала с рентгеновской. Если гамма-вспышка реальна, то это первый пример обнаружения гамма-излучения ТэВной энергии от кандидата в черные дыры (напомню, что лет 20 назад по этому поводу было много дискуссий, и тогда не удалось доказать реальность сигналов, о которых заявляли несколько групп исследователей).

Наблюдения этого источника обсуждаются также в е-принте arxiv:0706.1372. В нем представлены результаты совместных наблюдений в радио и рентгеновском диапазонах. Удалось увидеть вспышку, произошедшую практически одновременно на этих столь разных длинах волн.

При наблюдениях на спутнике SWIFT удалось хорошо разглядеть, что многие гамма-всплески сопровождаются не только послесвечениями, но и рентгеновскими вспышками на фоне этого послесвечения. Феноменология вспышек очень богатая. Что это за вспышки пока не ясно.

В статье авторы выделяют 110 всплесков, наблюдавшихся на SWIFT. У 33 из них обнаружены рентгеновские вспышки (т.е. это не редкое явление). В результате анализа собранных данных авторы приходят к выводу о том, что рентгеновские вспышки - это активность, связанная с "Центральной машиной", а не с послесвечением.

В литературе часто обсуждается вопрос о том, как можно использовать космические гамма-всплески в качестве инструмента для космологических исследований. По сути, в обзоре собраны все основные идеи в этом ключе. В основном речь идет о связи звезд популяции III с гамма-всплесками, об изучении темпа звездообразования и межгалактической среды на больших красных смещениях.

Авторы представляют модель гамма-всплесков, в который ключевым моментом является следующее. При коллапсе быстро вращающегося ядра сперва образуется спинар - объект, удерживаемый от схлопывания центробежными силами. На этой стадии могут возникать очень длинные плато в кривой блеска, наблюдаемые и гамма-всплесков. Потом, когда спинар достаточно замедлится, происходит коллапс в черную дыру.

Подробнее можно послушать на докладе авторов 18 мая.

"И только тут она заметила, что не брюнет он, а блондин"

При более пристальном изучении оказалось, что всплеск GRB 060912A это не короткий всплеск в эллиптической галактике на z=0.0936, а длинный всплеск в галактике с бурным звездообразованием на z=0.937. Так что по-прежнему не надо кричать "Эврика!", не вылив себе на голову ведро холодной воды.

На сайте http://www.swift.ac.uk/xrt_curves/00020052/index.php в он-лайновом режиме выкладываются кривые блеска гамма-всплесков, зарегистрированных на спутнике Swift. Очень удобный сервис.

В статье описаны некоторые существенные технические детали, позволяющие добиться работы такого ресурса.

Всплеск 5 мая 1006 года имел длительность около 4 секунд. Формально, это выше 2-секундного предела, который, традиционно используется для разделения длинных и коротких всплесков.

Авторы провели наблюдения всплеска и его послесвечения в разных диапазонах. Результаты оказались весьма интересными. Всплеск близкий, красное смещение 0.0894. Всплеск слабый (если считать энерговыделение сферически симметричным, то было высвечено около 10⁴⁹ эрг). Появился он в области звездообразования. Т.о., прародителю всплеска было менее 10 миллионов лет. Всплеск не сопровождался сверхновой (это показали детальные наблюдения в оптике). Все это не слишком типично для длинных всплесков.

Авторы обсуждают две возможности разрешить противоречие. Во-первых, это может быть короткий всплеск. Т.е., по сути своей, по физике, он должен быть отнесен к коротким. 4 секунды это не так далеко от формального предела, а распределения длинных и коротких всплесков по продолжительности совершенно точно должны перекрываться. Правда, если это стандартный короткий всплеск, то надо объяснять, как он успел появиться всего лишь через 10 миллионов лет после рождения прародителя. Сейчас наиболее популярной гипотезой о механизме коротких всплесков является слияние двух компактных объектов (двух нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры). Слияние всего лишь через 10 миллионов лет после рождения звезд - это на пределе возможного.

Во-вторых, полагают авторы, мы можем иметь дело с подклассом длинных всплесков. Причем, поскольку это слабое событие, то темп таких всплесков должен быть достаточно высок, в три раза выше темпа "обычных" длинных всплесков. Это объяснение, т.о., также ставит проблемы.

Т.о., новые данные по гамма-всплескам продолжают подкидывать новые загадки.

Дается подробный обзор последних результатов по гамма-всплескам с упором на данные спутника Swift.

Большой подробный обзор по коротким гамма-всплескам.

Последние данные (я неоднократно писал об этом в обзорах) возродили интерес к этому классу гамма-всплесков. Автор обсуждает их отличия от длинных гамма-всплесков, а также возможные интрепретации.

См. также статью astro-ph/0701748, посвященную прародителям коротких гамма-всплесков.

Я стараюсь не пропускать в обзорах важные новости по гамма-всплескам, поэтому, в принципе, содержание статьи не станет для читателя открытием. Однако Жанг очень изящно описал суть последних важных результатов. Поэтому, всячески рекомендую. Чтение достаточно легкое и интересное.

Благодаря работе спутника Swift удалось зарегистрировать послесвечения от многих гамма-всплесков. Автор дает обзор состояния дел, и углубляется в вопрос о том, что нам это дает в смысле понимания природы "центральной машины" всплеска.

Представлены данные оптических наблюдений семи коротких гамма-всплесков. Для некоторых из них удалось увидеть оптические послесвечения и обнаружить материнские галактики. По всей видимости, галактики эти находятся на красном смещении порядка 1 или даже больше. Эти данные позволяют авторам сделать ряд важных оценок и заключений. Самое существенное состоит в том, что полное энерговыделение в этих всплесках (в предположении изотропии) существенно превосходит энергию, выделяемую при коротких всплесках на малых красных смещениях. Это позволяет говорить о возможном выделении новой популяции коротких гамма-всплесков.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

На самом деле, я уже рассказывал об этом всплеске в августе. Он в самом деле примечателен и не укладывается в стандартную картину классификации с короткими и длинными всплесками. Это длинный всплеск, по многим параметрам, похожий на короткие. Статья в основном наблюдательная, тем и ценна.

Команда Swift отметилась на днях еще одной статьей (astro-ph/0610570), посвященной интересному всплеску. Это самый далекий, из зарегистрированных на сегодняшний день. Пользуясь случаем, хочу обратить внимание читателя на тему, посвященную "самым-самым" на Астрофоруме

В современной науке о гамма-всплесках достаточно стандартной является гипотеза о связи гамма-всплесков со сверхновыми. Гипотеза эта имеет некоторую наблюдательную поддержку, однако есть у нее и трудности. Во-первых, ясно, что не все гамма-всплески (и даже не все длинные) связаны со сверхновыми. Во-вторых, непонятно, верно ли мы отождествляем наблюдаемые в оптике феномены как "сверхновые". Подробнее обо всем это можно прочесть в обзоре.

В июне этого года спутник SWIFT зарегистрировал длинный гамма-всплеск. Стандартная модель учит нас, что такие события связаны с конечной стадией эволюции очень массивных звезд. Для многих событий обнаружены сопутствующие оптические транзиенты, очень похожие на вспышки сверхновых. Однако ... В случае GRB060614, который (что важно) находится достаточно близко, на красном смещении z=0.125 , оптический транзиент исчез всего за две недели. Даже Космический телескоп не смог ничего разглядеть. Т.е., никакой сверхновой!

Изображения вспышки в оптическом диапазоне можно посмотреть здесь. Видно, что в конце июня объект наблюдался, а к середине июля исчез.

Авторы полагают, что стандартная картина сталкивается здесь с серьезными трудностями, а потому говорится о необходимости нового механизма взрыва.

Появилась и вторая статья на ту же тему: astro-ph/0608313, и тут же и третья: astro-ph/0608322. Отмечу еще и работу, посвященную возможному механизму: astro-ph/0608316. В ней авторы рассматривают возможность образования тора при втором взрыве в двойной системе. Первая (более массивная) звезда уже проэволюционировала и дала нейтронную звезду. Если система достаточно компактна, то произойдет раскрутка ядра второй звезды за счет приливных сил. Тогда, показывают авторы, после взрыва второй звезды вокруг новообразовавшейся нейтронной звезды может возникнуть тор. По их расчетам всплеск как раз получается не очень мощным и не сопровождается обычной сверхновой, но при этом может быть достаточно длинным.

Выше я писал о всплеске GRB 060614, который поставил теоретиков в тупик. Однако авторы рассматриваемой статьи не исключают тривиального выхода из создавшейся ситуации: возможно, никакой проблемы нет. Известно уже почти две сотни всплесков, зарегистрированных SWIFT'ом. Вероятность того, что GRB 060614 случайно проецируется на галактику, которую посчитали его хозяйской галактикой, равна примерно двум процентам. Т.о., полагают авторы, вероятность случайного совпадения одного из почти 200 всплесков с галактикой велика.

Оказывается обсерватория имени Пьера Оже, предназначенная для изучения космических лучей, может давать интересные побочные результаты (вообще, это является свойством каждого хорошего крупного проекта). С помощью широкоугольной автоматической камеры обнаружено оптическое излучение одного из гамма-всплесков. На короткое время блеск достиг 10-й звездной величины.

Cущественно, что более поздние наблюдения данного источника в оптике дали лишь верхние пределы. Это говорит об очень быстром спадании блеска. Причины такого поведения всплеска пока не ясны, но авторы приводят некоторые рассуждения на эту тему.

Моделировать слияния нейтронных звезд вообще сложно. Если же в добавок интересует, как все это будет светить в гамма-диапазоне, то задача становится еще сложнее. На мой взгляд, пока программы недостаточно совершенны, чтобы давать четкие детальные однозначные ответы, но прогресс налицо.

Обнаружено послесвечение в радиодиапазоне от гамма-всплеска GRB 050904, вспыхнувшего на красном смещении z=6.3.

Большой обзор по гамма-всплескам. Наблюдений все больше, в космологической природе никто не сомневается, а вот ясности с "центральной машиной" все нет.

BATSE потоп, но дело его живет!

Продолжается работа с данными BATSE по гамма-всплескам. Приятно, что ребята продолжают работать, причем выкладывают данные в открытый доступ в удобном для пользователей виде.

Как известно, кроме коротких и длинных гамма-всплесков есть еще и т.н. рентгеновские вспышка (X-ray flashes - XRF). Активно обсуждается возможная связь всех этих взрывов со сверхновыми и друг с другом. Замечу, что и сверхновые бывают разные (особенно, если речь идет просто о событиях, классифицированных как сверхновые).

В это статье авторы представляют анализ данных наблюдений одной из ближайших вспышек - XRF 060218 (она также совпадает со сверхновой 2006aj). Наличие, кроме рентгеновских, радионаблюдений позволяет определить полную энергию вспышки.

Анализ позволяет авторам утверждать, что будучи в 100 раз менее энергичиными, в сравнении с типичными длинными гамма-всплесками, такие вспышки происходят в 10 раз чаще. От сверхновых типа Ibc такие вспышки отличаются наличием не очень мощного (опять же, в сравнении с гамма-всплесками) релятивистского выброса.

В итоге аворы полагают, что
1. Гамма-всплески и рентгеновские вспышки отличаются от сверхновых наличием релятивистского выброса.
2. Рентгеновские вспышки отличаются от гамма-всплесков "центральной машиной", запускающей выброс.

Как известно, сейчас достаточно популярна идея связи гамма-всплесков со сверхновыми. Здесь, однако, есть много нерешенных вопросов. Гамма-всплески ассоциируются с очень разными оптическими транзиентами. С другой стороны, детальные исследования в радиодиапазоне 74 сверхновых типа Ib/c (с которыми в основном и связывают гамма-всплески) не показали наличия излучения, которое должно было бы возникать, если эти сверхновые сопровождаются феноменом гамма-всплеска (сам всплеск мог быть невидим для нас, если релятивистская струя не направлена в нашу сторону). Так что вопросов много, но много и наблюдательных данных.

Вся эта яркая и не очень понятная картина суммирована в обзоре. На мой взгляд, статья создает чуть более оптимистичную картину связи двух явлений, чем следовало бы. Все-таки пока вопросы доминируют...

Еще один важный обзор на эту же тему astro-ph/0604131.

Я помню, что в середине 80-х у нас в школе таки пробили разрешение крутить во время перемен по школьному радио группу "Ария". Пробить удалось под прикрытие борьбы за мир. Так вот, металл продолжает защищать жизнь на Земле! "Воля и разум!" :)

В принципе, уже практически все, работающие в области астрофизики гамма-всплесков, понимают, что эти взрывы происходят преимущественно там, где низко содержание "металлов" (напомню, что в астрономии так называют все элементы тяжелее гелия, т.к. их нельзя было в заметном количестве произвести на первых стадиях эволюции вселенной, т.е. во время превичного нуклеосинтеза). Однако понимание - это одно, а детальная проработка вопроса - совсем другое.

Авторы представляют серьезные количественные аргументы в пользу того, что гамма-всплески (речь идет в первую очередь о тех, что произошли на достаточно небольших красных смещениях) четко отслеживают области активного звездообразования, в которых содержание "металлов" невелико, т.е. существенно меньше солнечного.

Название статьи связано с тем, что поскольку в Млечном пути (т.е. в нашей Галактике) с металличностью все в порядке, то у нас оно рвануть и не должно. Более того, жизнь (как мы ее понимаем) более вероятна там, где металлов уже довольно много (т.е. как у нас). А значит, гамма-всплески жизни не страшны.

Добавлю, что у нас ближайшая крупная область звездообразования с малой металличностью - это Малое магелланово облако. Так что, если рванет, то там. Живите спокойно. Точнее, у нас и без угрозы из космоса на Земле проблем хватает.

Как известно, гамма-всплески делятся на длинные и короткие. По всей видимости, они связаны с разными объектами, и физика там несколько разная. Длинные - со смертью массивных звезд, а короткие - со слияниями двойных компактных объектов. Вот новый аргумент.

Изучение ореолов (послесвечений) коротких гамма-всплесков уже наводило ученых на мысли о том, что излучение там плохо коллимированно. Т.е. нет узкой струи (джета), как у длинных всплесков. Был, однако, один пример - GRB050709 - который можно было толковать как короткий всплеск с коллимацией. Авторы данной статьи показывают, что даже это пример можно объяснить без коллимации.

Проведены детальные наблюдения т.н. хозяйской (host) галактики всплеска GRB 050904. Показано, что это в самом деле галактика на красном смещении 6.3. Галактика уже существенно обогащена металлами. Темп звездообразования достаточно высок и составляет примерно 15 масс солнца в год.

Показано, что в результате слияния двух нейтронных звезд из-за развития неустойчивости Кельвина-Гельмгольца могут возникать очень сильные магнитные поля. Они могут превосходить поля магнитаров, с которыми связывают повторяющиеся мягкие гамма-всплески. Авторы полагают, что обнаруженная особенность может позволить объяснить короткие гамма-всплески.

(Напомню, что в прошлом году были получены существеннейшие наблюдательные аргументы в пользу того, что короткие гамма-всплески связаны со слияниями компактных объектов.)

Как я уже не раз говорил, на мой взгляд, одно из самых главных открытий прошлого года - открытие ореолов (послесвечений) коротких гамма-всплесков. Это позволило определить в каких галактиках они происходят. Соответственно, сейчас мы уже почти уверены, что короткие гамма-всплески - это результат слияния нейтронных звезд (см. прекрасную свежайшую статью Максима Борисова на Гранях.Ру).

В данной статье суммировано наше современное знание и понимание об ореолах коротких гамма-всплесков и о том, как и где они возникают.

Описан проект по составлению каталога и изучению т.н. хозяйских галактик (host galaxies) космических гамма-всплесков. На сегодняшний день каталог насчитывает 32 галактики, в которых наблюдались гамма-всплески. Напомню, что одним из важнейших событий прошлого года стало обнаружение послесвечения (ореолов) от коротких гамма-всплесков, что позволило понять, в каких галактиках они происходят.

Я несколько раз уже рассказывал о работах, посвященных исследованию печальной возможности близкого гамма-всплеска в контексте его влияния на атмосферу Земли. В данной же статье дается обзор подобных работ.

На всякий случай напомню, что гамма-всплески достаточно редки, что бы быть серьезной угрозой в ближайшее время.

Обсуждается чувствительность различных детекторов гамма-всплесков. К сожалению, для коротких жестких всплесков (для меня лично это интересно в связи с перспективой обнаружения внегалактических гигантских всплесков МПГ) ничего хорошего нет: BATSE был самым чувствительным. А вот для длинных мягких всплесков Swift намного лучше.

Обсуждается чувствительность различных детекторов гамма-всплесков. К сожалению, для коротких жестких всплесков (для меня лично это интересно в связи с перспективой обнаружения внегалактических гигантских всплесков МПГ) ничего хорошего нет: BATSE был самым чувствительным. А вот для длинных мягких всплесков Swift намного лучше.

Спустя 12 минут после основного гамма-всплеска была зарегистрирована сильнейшая рентгеновская вспышка. Это не послесвечение, это именно рентгеновский всплеск, причем самый мощный из всех наблюдавшихся (изредка такие события уже наблюдались). Природа явления до конца неясна, но авторы высказывают кое-какие гипотезы.

Описывается одна из возможных моделей "центральной машины" гамма-всплеска. Идея состоит в том, что энергия вращения центральной системы (например, черная дыра + тор вокруг нее) преобразуется в энергию магнитного поля за счет динамо-механизма, а затем уже генерируется гамма-всплеск. Модель позволяет описать многие наблюдаемые свойства, однако, понятное дело, окончательной ясности в этом вопросе пока нет.

Рассмотрены биологические (отрицательные, разумеется) эффекты космических гамма-всплесков. Показано, что даже с расстояния порядка 100 кпк такие события опасны для жизни на Земле. А вот гигантские всплески источников мягких повторяющихся гамма-всплеском могут нанести ущерб только, если расстояние между Землей и источником составит 100 пк или менее. Так что можно жить спокойно.

В принципе, это лишь очередная статья, посвященная тому, что новейшие данные по коротким гамма-всплескам позволяют связать их со слияниями нейтронных звезд (или нейтронной звезды и черной дыры). Отмечу лишь, что факт появления статьи в Nature четко указывает на то, что количество (и качество) аргументов перевалило за некоторое критическое значение. Так что теперь это стандартная гипотеза о происхождении коротким всплесков.

Одной из моделей гамма-всплеска является переход вещества нейтронной звезды в кварковое состояние. Т.к., согласно гипотезе Бодмера-Виттена именно кварковое вещество является энергетически более выгодным, то при таком переходе будет за короткое время выделена гигантская энергия. Авторы обсуждают основные свойства такой модели и сравнивают ее с наблюдениями.

Рассмотрены материнские галактики четырех коротких гамма-всплесков. Три из них - это старые массивные галактики с очень низким современным темпом звездообразования (все галактики находятся на небольших красных смещениях). Четвертая - это карликовая галактика с заметным звездообразованием.

Авторы заключают, что подобно сверхновым типа Ia короткие гамма-всплески могут появляться в галактиках разных типов.

Во времена работы спутника CGRO с приборами эксперимента BATSE возможная ассоциация гамма-всплесков со сверхновыми обсуждалась не столь активно как сейчас. К тому же плохое угловое разрешение BATSE не давало возможности делать сколь-нибудь хорошие отождествления всплесков. Тем не менее итальянские авторы решили провести корреляцию данных BATSE с каталогами сверхновых.

Укажем на два интересных вывода работы. Первый состоит в том, что гамма-всплески, которые возможно связаны со сверхновыми, имеют (в 80 процентов случаев) простую однопиковую структуру. Второй -- в том, что эти всплески оказываются более мягкими.

Авторы указывают, что доля сверхновых типа Ibc в полученной выборке оказалась в 4 раза выше, чем в исходном наборе сверхновых. Это указывает, по их мнению, на то, что эти сверхновые и впрямь могут быть связаны с гамма-всплесками.

Описывается открытие короткого гамма-всплеска, для которого впервые удалось получить данные и в оптике. Фактически, именно с этой работы начинается новая страница в исследовании коротких гамма-всплесков.

Авторы продолжают свои исследования очень коротких гамма-всплесков. Речь идет о всплесках длительностью менее 0.1 секунды. использованы данные BATSE и KONUS.

Авторы настаивают на том, что это особый (третий) класс всплесков. Кроме длительности он выделяется жесткостью спектра (видят фотоны до нескольких МэВ) и распределением. Последнее неизотропно с явным избытком всплесков в направлении на антицентр Галактики. Какие галактические объекты могут давать такие вспышки - неизвестно. Авторы спекулируют об испарении черных дыр. Неясно, правда, почему дыры сконцентрированы в направлении на антицентр.

25-сантиметровый автоматический телескоп TAROT смог зафиксировать оптическую вспышку от самого далекого из всех открытых на сегодняшний день гамма-всплесков! Транзиент достиг в максимуме 9-й звездной величины.

Напомню, что H.E.S.S. - это наземная система, предназначенная для регистрации гамма-фотонов (точнее, регистрируются не сами фотоны, а вспышки, порождаемые ими в атмосфере Земли). В статье рассматривается источник HESS J1303-631. Он находится в плоскости Галактики, и практически не излучает в других (кроме гамма) диапазонах.

Авторы полагают, что HESS J1303-631 является остатком вспышки гиперновой, которая сопровождалась гамма-всплеском. Основанием в первую очередь является оценка энергии взрыва, породившего наблюдаемый остаток. Кроме того, авторы находят указание на вытянутость источника, что может свидетельствовать о существовании джетов. Правы они или нет должны показать более детальные исследования.

Сразу три статьи посвящены наблюдениям одного события, и не зря! Это самый далекий гамма-всплеск, из обнаруженных на сегодняшний день. Его красное смещение 6.3 !!!! При стандартных космологических параметрах это смещение соответствует 13 миллиардам лет (т.е. Вселенной было 700-750 миллионов лет от роду).

Современные наземные гамма-телескопы (H.E.S.S., MAGIC и др), а также будущие спутники (GLAST) могут зарегистрировать излучение, исходящее от мощных областей звездообразования. В связи с этим авторы дают обзор механизмов возникновения излучения и перечисляют объекты, регистрация гамма-лучей от которых возможна. Среди последних особо стоит выделить близкую галактику с вспышкой звездообразования в центральной области - NGC 253 - и более далекую, но и более мощную вспышку звездообразования - галактику Arp 220.

Авторы строят модель, в которой часть космических лучей (энергии порядка 10¹⁴-10¹⁸ эВ) связана с недавним гамма-всплеском в нашей Галактике. Чтобы объяснить данные наблюдений требуется всплеск, произошедший на расстоянии порядка 1 кпк от Солнца примерно миллион лет назад.

Напомню вначале, что флюэнс - это величина, имеющая размерность энергия/площадь. Т.е. она показывает сколько энергии пришло от всплеска за все время вспышки в расчете на единицу площади детектора. Т.о. слабый, но длинный всплеск может дать такой же флюэнс, как мощный, но короткий. Также напомню, что всплески делятся на длинные (более 10 секунд) и короткие (менее нескольких секунд).

Авторы обнаружили корреляцию между флюэнсом и продолжительностью всплеска. Причем корреляция различна для длинных и коротких всплесков. По мнению авторов это должно еще раз указать на различие механизмов генерации коротких и длинных всплесков.

Приводятся данные по исследованиям 42 галактик, в которых наблюдались гамма-всплески. Для исследования использованы данные, полученные на Космическом телескопе им. Хаббла в оптическом диапазоне. Около трети галактик демонстрируют следы взаимодействия со своими соседями. Еще треть имеет асимметричный вид, что может свидетельствовать о недавних взаимодействиях и поглощениях. Однако не все галактики имели какие-то бурные инциденты в своем недавнем прошлом. Три хорошо изученные галактики являются компактными одиночными объектами. Т.е. налицо разнообразие свойств хозяйских галактик гамма-всплесков, хотя доля взаимодействующих безусловно велика.

Представлен каталог наблюдений послесвечений 33 гамма-всплесков, полученных на спутнике BeppoSAX за все время его работы.

Представлены результаты радионаблюдений 74 сверхновых типа Ibc, которые, как считается, могут связаны с гамма-всплесками. Популярная гипотеза гласит, что длинные (длиннее нескольких секунд) гамма-всплески связаны со сверхновыми. Взрывающиеся звезды уже не имеют водородных оболочек. В результате коллапса образуется черная дыра. Вокруг черной дыры формируется торообразная структура. Быстровращающийся тор приводит к возникновению гамма-всплеска. Всплеск сильно коллимирован (т.е. излучение идет в узком конусе). Если все это так, то даже в случае, когда джет направлен не на нас, можно ожидать регистрации радиоизлучения. Ни в одном из 74 исследованых случае такое излучение не было обнаружено. Это позволяет сделать очень сильные ограничения на модель. В частности, менее 1.4 процента сверхновых данного типа могут быть связаны с гамма-всплесками.

Если же выделить т.н. "гиперновые" (их выделяют по широким оптическим абсорбционным линиям; среди 74 исследованных сверхновых таких 6), то верхний предел на долю гамма-всплесков среди них составит 17 процентов. Значит, если гамма-всплески в самом деле связаны со сверхновыми этого типа (а многие исследователи оспаривают такую точку зрения), то надо как-то объяснять, что выделяет те, что дают гамма-всплеск. Например, это может быть вращение (в модели коллапсара нужен высокий удельный угловой момент, чтобы создать быстровращающийся тор вокруг черной дыры). Тогда нужно исследовать каналы эволюции двойных (см., например, astro-ph/0505406), которые приводят к раскрутке прародителей сверхновых.

Как уже не раз рассказывалось в Обзорах для рождения гамма-всплеска в стандартной модели необходимо, чтобы до образования черной дыры ядро звезды достаточно быстро вращалось. Расчеты эволюции звезд с учетом вращения - трудная задача. В данной статье (13-й в серии) представлены расчеты, показывающие, что одиночные звезды могут иметь достаточно быстровращающиеся ядра (однако, авторы пренебрегают по-крайней мере одним важным, но трудно учитываемым эффектом). Соответственно, авторы пытаются рассчитать темп гамма-всплесков на разных красных смещениях.

Небольшой обзор, суммирующий наши знания о рентгеновском послесвечении (afterglow) гамма-всплесков. Напомню, что именно обнаружение таких послесвечений позволило существенно продвинуться в понимании природы этого явления после почти 30 лет жарких споров.

Авторы детально рассматривают различные (в основном негативные) влияния гамма-всплесков на Землю. Речь идет, конечно, о близких всплесках. Такие события чрезвычайно редки, они случаются раз в сотни миллионов лет. Тем не менее, возможно, что они оставили свой след в земной истории.

Как вы помните, гамма-всплески делятся на короткие (менее одной секунды) и длинные (более 10 секунд) (см. рисунок по ссылке). Первые объясняются как результат слияния двух нейтронных звезд (и мы недавно рассказывали об этом, это был как раз обзор Стефана Россвога). Вторые - аккрецией на черную дыру после вспышки сверх(гипер)новой. Резонно спросить: а что будет, если сливается нейтронная звезда и черная дыра? Очевидно, что нейтронная звезда будет разрушена, и вокруг черной дыры образуется диск. Ситуация качественно похожа на ту, что считается причиной гамма-всплеска.

Стефан детально (насколько это сейчас возможно) исследует слияния нейтронных звезд и черных дыр. Его результаты говорят о том, что свойства образующихся дисков не позволяют говорить о генерации гамма-всплесков.

Другая статья на ту же тему (но уже без детальных численных расчетов) представлена Coleman Miller'ом. Он также подтверждает, что слияния нейтронных звезд и черных дыр не приводят к появлению гамма-всплеска.

Мы уже писали о работах этих авторов. Они входят в команду HETE-2, а этот спутник, кроме обычных гамма-всплесков, наблюдает множество т.н. рентгеновских вспышек (X-Ray Flashes). Эти вспышки могут быть не просто "родственниками" гамма-всплесков, а прямо-таки тем же самым явлением, но наблюдаемым немного с другой точки зрения.

Авторы дают краткий обзор наблюдательных данных по вспышкам, очень коротко обсуждают существующие теории. Основная часть статьи посвящена сравнению двух моделей джетов. Показано, что наблюдения в принципе могут выделить наилучшую модель.

Обнаружено, что некоторые гамма-всплески сопровождаются вспышками, похожими на сверхновые. Эти сверхновые отличаются от большинства других, но при этом сами не составляют какого-то однородного класса.

В статье дается подробный обзор наблюдательного материала по связи космических гамма-всплесков со сверхновыми.

Представлен первый каталог гамма-всплесков, наблюдавшихся прибором SPI (точнее его защитной системой ACS) на спутнике INTEGRAL, за два с лишним года (вплоть до января 2005). В каталог включено 388 всплесков (точнее, кандидатов во всплески, т.к. не для всех из 388 событий есть подтверждения с других аппаратов, а данных SPI-ACS не всегда достаточно для четкого определения природы явления).

Как известно, космические гамма-всплески четко распадаются на т.н. длинные (длительность более 10 секунд) и короткие (менее секунды). Полагают, что короткие могут быть связаны со слияниями нейтронных звезд. Этому и посвящен обзор. Тем, кто про это ничего не читал, настоятельно рекомендую.

В настоящее время наиболее популярная теория т.н. "длинных" гамма-всплесков (напомним, что гамма-всплески четко делятся на длинные - более 10 секунд - и короткие - порядка секунды и меньше) основывается на коллапсе массивной звезды. Звезда, по всей видимости, превращается в черную дыру, вокруг которой формируется тор (aka бублик). Образуются джеты. В итоге, если нам повезло и джет направлен на нас, мы видим гамма-всплеск. Встает вопрос: какие звезды в конце своего жизненного пути порождают все эти интереснейшие последствия?

Для генерации гамма-всплеска необходимо, чтобы перед взрывом ядро звезды достаточно быстро вращалось. Результаты работы показывают, что в без учета влияния магнитного поля необходимый темп вращения может быть достигнут. А вот присутствие поля все портит.

Авторы исследуют эволюцию одиночных звезд и звезд, входящих в двойные системы. Там есть много нерешенных проблем, поэтому авторы не приходят к какому-либо однозначному выводу. Так что "многое сделано, но многое еще предстоит ..."

С помощью наземного телескопа-робота впервые удалось зарегистрировать раннее излучение гамма-всплеска в ИК диапазоне. Всплеск GRB 041219a удалось зарегистрировать на этих длинных волнах всего спустя 7.2 минуты после начала вспышки. Безусловно, эти данные помогут лучше понять механизм гамма-всплесков.

Ниже приводятся также данные об оптической вспышке, сопровождавшей этот всплеск.

Речь идет о регистрации оптического изучения гамма-всплеска 041219a. Всего лишь во второй раз удалось поймать всплеск в оптике прямо в момент основной вспышки в гамма-диапазоне. Удалось это теперь с помощью установки RAPTOR.

Оптическая экспозиция началась всего лишь на 8 секунд позднее гамма импульса (сигнал о начале всплеска поступил со спутника Integral). Т.к. всплеск оказался длинным, то есть кусок, для которого есть и гамма, и оптические данные.

В отличие от первого случая совместной записи оптического и гамма излучения на этот раз потоки оказались достаточно коррелированными. Так что, несмотря на получение новых важных данных, картина становится, возможно, более запутанной.

По современным оценкам гамма-всплески происходят в Галактике раз в десятки тысяч лет. Из-за направленности излучения на Земле галактические всплески были бы видны примерно раз в несколько миллионов лет. Небольшая доля из них могла бы быть досточно близкими, чтобы серьезно воздействовать на земную биосферу. Тем таких событий оценивается примерно раз в миллиард лет.

Авторы рассматривают последствия близкого гамма-всплеска, и приводят аргументы в пользу того, что одна из катастроф в земной истории могла быть связана с подобным событием.

Представлены результаты наблюдений на спутнике Swift. Ничего принципиально нового в сравнении с другими работами здесь не добавлено. Важно, что данные разных экспериментов совпадают.

Вспышка по данным Swift

В пятницу 11 числа в ГАИШ будет небольшой доклад, посвященной вспышке SGR 1806-20. Презентация в формате PowerPoint будет доступна здесь

27 декабря была зарегистрирована самая мощная вспышка от источника повторяющихся гамма-всплесков. За доли секунды выделилось около 10⁴⁶ эргов (Солнце излучает столько за 10 000 лет). Поток энергии на Земле составил около 1 эрга на квадратный сантиметр.

Напомним, что источники мягких повторяющихся гамма-всплесков (МПГ) были открыты в 1979 году, в первую очередь благодаря отечественных спутникам Венера и Прогноз на приборах разработанной группой Мазеца.

Современные теории рисуют МПГ как сильно замагниченные нейтронные звезды - магнитары. Перестройки магнитного поля и приводят к вспышкам. Четкой однозначной модели всплесков пока нет. О новых теориях см. свежую заметку astro-ph/0502349.

Вспышки бывают трех основных видов: слабые, промежуточные, гигантские. Последнюю вспышку уже выделили в отдельных класс гипервспышек.

В статье представлены основные результаты наблюдений. Также приведены интересные рассуждения, касающиеся возможной связи таких вспышек с подклассом жестких коротких гамма-всплесков. Дело в том, чо спутник типа CGRO (прибор BATSE) мог бы видеть такой всплеск с расстояния до 50 Мпк. Значит, если уж в нашей Галактике за 30 лет наблюдений мы увидели одну такую вспышку (кстати, расстояние до МПГ - 15 кпк), то из объемы, ограниченного 50 Мпк BATSE мог бы зарегистрировать 1-2 сотни таких явлений.

Заметим, что разумно предположить следующее, т.к. магнитары это очень молодые и короткоживущие объекты, то основной вклад в производство таких гипервспышек будут вносить галактики с высоким темпом звездообразования и высоким темпом вспышек сверхновых. Этому посвящена короткая заметка одного из авторов обзоров.

Приведем также ссылки на ряд других свежих работ, появившихся в Архиве в связи с гигантской вспышкой магнитара.

Всплеск был зарегистрирован несколькими космическими аппаратами, в том числе и российским Коронас-Ф (детектор Геликон), а также российским прибором Конус на американском спутнике Wind. Аппаратура Коронас-Ф смогла даже зафиксировать излучение вспышки, отраженное от Луны. Это первый подобный случай. Об этом - в статье Мазеца и др.

Результаты мощной вспышки были обнаружены и в радиодиапазоне. Об этом можно прочесть в статьях astro-ph/0502393 и astro-ph/0502428.

Статья astro-ph/0502428 интересна еще и тем, что авторы оспаривают традиционную оценку расстояния до источника всплеска. Вместо обычных 15 кпк они предлагают величину 6-10 кпк. Это, разумеется, приводит к изменению оценки энергетики всплеска, однако, даже ее коррекция в 3-5 раз в сторону уменьшения оставляет вспышку самой мощной из наблюдавшихся от МПГ.

Результаты рентгеновских наблюдений в период, предшествовавший вспышке, суммированы в статье A XMM-Newton View of the Soft Gamma-ray Repeater SGR 1806--20: Long Term Variability in the pre-Super Giant Flare Epoch.

Последняя из появившихся в феврале статей на тему вспышки SGR 1806-20 посвящена наблюдениям на приборе SPI на борту спутника Integral. Авторы в основном рассказывают о наблюдениях хвоста всплеска (напомним, что жесткие гигантские вспышки сопровождаются "хвостом" более мягкого пульсирующего излучения, период пульсаций равен периоду вращения нейтронной звезды). Связано это с большой мощностью всплеска: т.к. Интеграл обладает приборами с очень большой собирающей площадью, то поток фотонов был настолько велик, что на время основного пика спутник просто "ослеп".

Т.о. мы привели ссылки на все основные работы по SGR 1806-20, опубликованные в Архиве за последние две недели.

Гамма-всплеск, наблюдавшийся 29 марта 2003 года (GRB030329), был очень ярким. Поэтому в принципе можно было надеяться на регистрацию гравитационно-волнового сигнала. Команда LIGO провела анализ отклика детектора в момент прихода гамма-всплеска. Разумеется, результат нулевой (иначе об этом писали бы все новостные ленты мира). Однако важно, что качество таких верхних пределов растет. Значит, может быть доживем и до реальной регистрации сигнала.

Речь идет о наземных наблюдениях на обсерватории Whipple на 10-метровом гамма-телескопе. Новая аппаратура позволит детектировать жесткие гамма-кванты (>100 MeV) во вспышках с длительностью до 35 микросекунд!

Автор является сторонником точки зрения о том, что космические гамма-всплески порождают космические лучи сверхвысоких энергий. Соответственно, в статье приведены аргументы в пользу такой точки зрения.

Еще одна интересная работа, связанная с тесными двойными системами. На этот раз она не касается популяционного синтеза, но нет никакого сомнения в том, что исходя из гипотезы, разработанной в данной статье, в будущем будут проведены и популяционные расчеты.

Кратко: авторы рассматривают идею о том, что гамма-всплески и гиперновые являются результатом слияния двух гелиевых звезд.

Напомним, что команда ученых, в которую входят и авторы статьи, уже высказывалась о том, что создание гиперновой и гамма-всплеска требует, чтобы у взрывающейся звезды был существенный угловой момент, который в обычных условия трудно достижим, а значит, следует обратиться к опеределенным типам двойных систем. В данной статье Фрайер и Хегер конкретизируют, системы какого типа наиболее перспективны, и рассматривают механизм взрыва в некоторых деталях.

Подчеркнем, что необходимы популяционные исследования, чтобы оценить частоту таких слиянийи ее зависимость от параметров эволюционного сценария (например, от эффективности общей оболочки).

Авторы увязывают вместе результаты лабораторных экспериментов, гамма-всплески и проблемы происхождения планет и малых тел в планетных системах.

Эксперименты с пучками жесткого излучения (установка ESRF - European Synchrotron Radiation Facility) показали интересные результаты. При быстром нагреве и последующем охлаждении образца возникали структуры типа хондр (chondrules). Авторы полагают, что подобный поток жесткого излучения может создаваться гамма-всплеском на расстоянии до 300 световых лет. Они полагают, что гамма-всплески могут быть существенным фактором в формировании планетных систем.

Три гамма-всплеска, указанные в названии статьи, - это близкие (z<0.17) всплески, отождествленные со сверхновыми (точнее, поведение оптических кривых их блеска похоже на поведение некоторого типа сверхновых, плюс есть некоторое сходство в спектрах). Возникает вопрос, который уже рассматривался, "похожи ли эти всплески на основную популяцию гамма-всплесков?" Дело в том, что если взять полную популяцию всплесков и, используя их функцию светимости, посмотреть какова вероятность за имевшее место время наблюдений увидеть три всплеска на z<0.17, то вероятность этого будет крайне мала. На основании этого делался вывод о том, что основная популяция всплесков может быть не связана со сверхновыми, а тройка наших героев представляет собой лишь подкласс гамма-всплесков. Однако картина оказывается сложнее. Дело в том, что коли в современной картине гамма-всплески связаны с джетами, т.е. с направленным излучением, то наблюдаемый поток будет разным при наблюдении вдоль джета (когда мы смотрим прямо в жерло) и поперек (когда основной поток идет мимо нас).

Если учесть в анализе возможный вклад гамма-всплесков с низкой наблюдаемой светимостью, то вероятность увидеть три всплеска за несколько лет на низких красных смещениях резко возрастает. Т.о. авторы полагают, что пока нет необходимости отказываться от стандартного сценария, в котором все гамма-всплески (речь идет о т.н. длинных всплесках с продолжительностью вспышки более 2 секунд) составляют один класс источников, необходимо лишь правильно учесть поведение функции светимости для слабых объектов.

Разумеется, авторы обсуждают, как можно подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. Выделим два момента: набор статистики новыми экспериментами типа HETE, Swift и радионаблюдения. Так инструменты типа HETE не должны (если рассуждения авторов верны) увидеть ни одного близкого яркого (т.е. наблюдаемого вдоль оси джета) всплеска в течение 20 лет.

В последнее время появляется все больше аргументов в пользу того, что по крайней мере часть гамма-всплесков может быть связана со вспышками сверхновых особого типа - так называемых гиперновых. Возможно именно этим объясняется то, что во всех гамма-всплесках выделяется примерно равное количество энергии ~10⁵¹ эрг. (Впрочем, последнее утверждение тоже гипотеза, нуждающаяся в подтверждении.)

Открыт нормальный гамма-всплеск (т.е. его спектральные и временные характеристики более-менее обычны) с низким потоком. Длительность всплеска GRB 031203 составила 40 секунд (т.о. это т.н. длинный всплеск). Максимум энергии пришелся на >190 кэВ. А вот светимость (в пересчете на случай изотропного излучения) составила всего 10⁵⁰ эрг/с.

См. также работу Soderber et al., где обсуждается тот же всплеск.

Мы решили упомянуть статью из прошлого месяца, о которой не писали раньше. Согласно одному из вариантов теории гамма-всплески происходят при взрывах сверхновых типа Ib/c, но далеко не всегда, а лишь один раз на несколько сотен сверхновых. Как можно объяснить столь малую долю?

Автор статьи предлагает следующий вариант. Для возникновения гамма-всплеска по всей видимости необходимо образование аккреционного тора вокруг новообразовавшейся черной дыры. Оказывается, что можно придумать почему практически во всех случаях тор не образуется. Если коллапс происходит несимметрично (речь идет о нарушении сферической симметрии), например из-за несферичности самой звезды до коллапса, то образовавшаяся черная дыра получит достаточный толчок (кик), чтобы выйти из области высокой плотности, а значит тор не из чего будет образовать. Малая доля черных дыр, оставшихся в области высокой плотности (центральная часть коллапсирующей звезды), объясняется малой вероятностью низких скоростей после кика. Несферичность звезды перед коллапсом объясняется приливным воздействие компаньона (сверхновые типа Ib/c должны происходить в тесных двойных системах).

Спутник Swift будет запущен во второй половине этого года. Основной его задачей будет изучение космических гамма-всплесков. На борту будет три инструмента: гамма-детектор с большим полем зрения, и рентгеновский и оптический телескопы с узким полем зрения для изучения послесвечений.

Ожидается, что спутник будет регистрировать примерно 2 всплеска в неделю, для которых будет получена очень подробная информация. Разумеется, ожидается, что это позволит существенно продвинуться в понимании механизма всплесков. Хочется надеяться, что это будет прорыв, сравнимый с тем, что произошел после открытий на спутнике BeppoSAX. Об этом аппарате и его успехах в изучении гамма-всплесков можно прочесть в статье The BeppoSAX revolution in Gamma-Ray Burst science. Теории гамма-всплесков посвящен обзор Пирана The Physics of Gamma-Ray Bursts.

Кроме своей основной задачи спутник также позволит получить обзор неба в жестком диапазоне. Это довольно важно, особенно в преддверии запуска спутника GLAST.

"BATSE умер, но архивы его живут". Примерно так хочется сказать....
В принципе, как хорошо известно, прибор BATSE в первую очередь предназначался для исследования гамма-всплесков, а потому работал в низкоэнергетичной части гамма-спектра (другие приборы Обсерватории им. Комптона работали в более жестких диапазонах). Угловое разрешение BATSE было небольшим, поэтому казалось бы непосредственно изучать отдельные источники (не гамма-всплески) затруднительно. Однако, т.к. BATSE дал практически 10-летний однородный обзор неба, хочется хоть как-то получить информацию об отдельных источниках. Сделать это можно двумя способами.
1. Если источник периодический (рентгеновский пульсар), то можно выделить именно этот сигнал.
2. Если источник затмевается Землей, то можно также выделить отдельный сигнал.

Именно второй способ и используется в данной работе. Авторы предпринимали такую попытку и раньше, но теперь они использовали более продвинутое программное обеспечение (частично разработанное для обработки данных ИНТЕГРАЛа) и более мощные компьютеры.

В начале авторы составили каталог 58 источников. Затем они добавили еще 121 известный источник и попытались вытянуть по ним из данных BATSE как можно больше информации. Вытянуть удалось для 86 источников (плюс еще для 36 с меньшей уверенностью). Каталог всех этих источников и представлен в статье.

Некоторые современные теории элементарных частиц утверждают, что кроме нашего мира, в котором все тела состоят из известных нам фотонов, протонов, электронов и т.д. в этой же самой Вселенной может существовать еще один, такой же по разнообразию свойств мир, построенный из других частиц, которые называют "зеркальными" (отсюда "зеркальное вещества" и "зеркальная вселенная"). Набор зеркальных частиц и их взаимодействия между собой могут быть такими же (строго или приближенно) как в нашем мире или же могут совершенно от них отличаться. Основной особенностью зеркальных частиц является то, что с нормальным веществом они взаимодействуют либо только гравитационно, но это очень жесткое ограничение, после введения которого остается совсем мало интересной физики. Поэтому в последнее время при рассмотрении зеркальных теорий дополнительно предполагают наличие (слабого) смешивания обычных и зеркальных частиц. Это означает, что при некоторых условиях зеркальные нейтрино или (как в этой статье) фотоны могут превращаться в соответствующие обычные частицы и наоборот. Никакое другое взаимодействие между обычным и зеркальным веществом невозможно (т.е. мы его не можем даже напрямую увидеть).

Если зеркальное вещество во своим (внутренним) свойствам похоже на наше, то из него будут образовываться галактики (зеркальные), в них звезды, а массивные зеркальные звезды будут заканчивать свою эволюцию взрывами сверхновых (в зеркальном мире). Причем обычные и зеркальные галактики будут скорее всего совпадать (оба сорта вещества будут расположены в общей гравитационной потенциальной яме), а отдельные звезды - располагаются независимым образом.

При взрыве зеркальной сверхновой выделяется поток энергии, в основном в нейтрино и фотонах. Часть этих зеркальных фотонов может превратиться в обычные. А возникающая "на пустом месте" сверхмощная вспышка излучения может объяснить некоторые наблюдаемые в космосе интересные феномены.

Авторы статьи приводят три таких явления:

• "Великий Аннигиллятор" - источник позитронов в центре Галактики, наблюдаемый по аннигиляционной линии 511 кэВ;
• гамма-всплески и
• сверхновые.

А вообще статья очень простая и прозрачная.

Авторы полагают, что нашли пример ассоциации рентгеновской вспышки (X-ray flash) и сверхновой.

Рентгеновские вспышки по всей видимости являются "младшими братьями" гамма-всплесков. В этой работе речь идет о вспышке GRB 031203, произошедшей в галактике с красным смещением z=0.1055 (это довольно близко по меркам гамма-всплесков). Авторы обнаружили пик излучения через 10-33 дня после вспышки. Они интерпретирую это как сверхновую (возможно, гиперновую), отмечая сходство со сверхновой SN1998bw (которую, в свою очередь, связывают с гамма-всплеском).

В спектре космических лучей наблюдается небольшой избыток на энергиях порядка 10¹⁸ эВ в направлении центра Галактики. Авторы разрабатывают интересную идею, что этот избыток связан с последним (т.е. самым недавним) гамма-всплеском, произошедшим в Млечном Пути.

Хороший богато проиллюстрированный обзор по механизмам гамма-всплесков. Особое внимание уделено возможности объяснения коротких гамма-всплесков как слияния нейтронных звезд.

Идея работы очень понятна: короткие гамма всплески очень похожи на первые несколько секунд длинных гамма-всплесков, которые по какой-то причине внезапно закончились. Авторы предполагают, что это именно так. Гамма-всплески порождаются в ходе сверхмощной аккреции вещества из аккреционного диска (образовавшегося из оболочек коллапсирующей звезды) на нейтронную звезду или черную дыру. Пока идет аккреция мы наблюдаем гамма-излучение. Но если за несколько секунд нейтронная звезда приобретает высокую скорость, то она может вылететь из диска и всплеск прекратится.

Вот как выглядел в радио-, оптике (фильтр R) и рентгене самый яркий гамма-всплеск 2003 года GRB 030329.

XMM-Newton - это одна из двух современных больших рентгеновских обсерваторий. Основное достоинство спутника - огромная собирающая площадь, позволяющая получать хорошие спектры в рентгеновском диапазоне.

Гамма-всплески - не основная тематика для XMM-Newton. Тем не менее УЖЕ получены важные результаты. Дело в том, что спутник успевают достаточно быстро навести на вспыхнувший всплеск с тем, что бы детально исследовать т.н. рентгеновское послесвечение (afterglow).

В статье кратко описываются основные полученные результаты, а также планы, связанные с запуском спутника Swift.

У оптического ореола самого яркого гамма-всплеска 2003 года были проведены измерения поляризации излучения. Вот как это было: верхняя кривая - уровень плоской поляризации, средняя - ориентация плоскости поляризации, нижняя - звездная величина послесвечения в фильтре R.

Все больше аргументов обнаруживается в пользу связи гамма-всплесков со сверхновыми (например, SN1998bw/GRB980425 или SN2003dh/GRB030329). Однако это процессы яркость которых различается в 50000 раз и определить происходят ли они одновременно или одно опережает другое на 1-2 дня очень непросто. Подробнее - в статье.

Очень красивая идея!

Сверхновые типа I и II различают по наличию (в типе II) и отсутствию (в типе I) в их спектрах линий водорода. Теория эволюции звезд говорит нам, что сверхновые типа II это массивные звезды с богатой водородом оболочкой, их взрывы связаны с коллапсом ядра звезды. Со сверхновыми типа I ситуация более сложна - их подразделяют на три подкласса: сверхновые типа Ib и Ic - тоже массивные звезды, но лишившиеся водородной оболочки. А вот у сверхновых Ia физика совсем другая - это два сливающихся белых карлика (самая популярная модель). Поэтому отсутствие линий водорода в спектрах сверхновых типа Ia получает естественное объяснение.

Сверхновая 1987a, вспыхнувшая в Магеллановых Облаках, относится к типу II, а загадочные гамма-всплески в последнее время связывают со взрывами сверхновых типа Ic.

Всегда ли верна указанная картина? Джон Миддледич утверждает, что нет.

Слияние двух белых карликов может выглядеть, как взрыв сверхновой II типа, если белые карлики - двойное ядро звезды, окруженное оболочкой, которая и порождает линии водорода. (Подобную модель сверхновой с двойным ядром разрабатывала группа В.С.Имшенника из ИТЭФ, но в той модели двойное ядро было нейтронным.) Подобной "замаскированной" сверхновой могла быть SN 1987a. Тогда может быть и гамма-всплески - порождение сливающихся белых карликов?

Мы уже рассказывали о рентгеновских всплесках (X-Ray Flash). Возможно, они являются как минимум родственниками гамма-всплесков. Впервые удалось пронаблюдать оптическое послесвечение (ореол) рентгеновского всплеска и определить красное смещение. Оно оказалось равным 0.251. Если сравнивать с гамма-всплесками, то это получается достаточно близкий объект.

Всплеск был обнаружен на спутнике HETE-2. Затем он наблюдался на 5-метровом Паломарском телескопе и других оптических инструментах. Материнская галактика наблюдалась с помощью Космического телескопа. Послесвечение было также обнаружено в радиодиапазоне.

Оценка энергетики всплеска говорит о том, что рентгеновские и гамма всплески могут порождаться единым механизмом. Данные по материнской галактике всплеска говорят о сильном звездообразовании в ней, что также роднит два феномена.

В общем все сказано выше: обзор по гамма-всплескам, авторы - ведущие специалисты в этой области, 86 страниц, 566 ссылок (!). Пожалуй, ничего полнее на данный момент нет.

В дополнение можно посоветовать свежую работу "The Diversity of Gamma-Ray Bursts and the Surroundings of Massive Stars", где идет речь о возможной связи длинных гамма-всплесков с коллапсом массивных звезд. А также обзор, посвященный джетам: "Gamma-Ray Bursts: Jets and Energetics".

Пока удалось зарегистрировать лишь несколько ранних оптических ореолов (послесвечений) космических гамма-всплесков. Однако даже эта маленькая выборка уже показывает разнообразие свойств. Авторы работы описывают наблюдения таких явлений, а также обсуждают возможную интерпретацию различий. В предлагаемой ими модели, где гамма-всплеск связан с коллапсом массивной звезды, ключевую роль играет звездный ветер. Оптическое послесвечение определяется структурой, образованной звездным ветром в течение жизни звезды.

Короткие и ясные статьи Максима Лютикова всегда очень интересно читать. В этот раз идеей статьи является утверждение, связанное с недавно открытым высоким (несколько десятков процентов) уровнем поляризации излучения одного из гамма-всплесков (самого всплеска, а не его ореола - послесвечения). Автор показывает, что при уровне поляризации >10% модель фаербола с внутренней ударной волной можно исключить, а электромагнитная модель гамма-всплеска позволяет объяснить наблюдаемую поляризацию излучения.

Схема электромагнитной модели гамма-всплеска

Отметим, однако, что в своей недавней статье Ратледж и Фокс оспаривают высокую поляризацию для всплеска GRB 021206.

По сути сейчас нет совсем уж стандартной модели гамма-всплеска. Есть несколько более-менее общепринятых моментов, которые пытаются проверить и по возможности увязать друг с другом. Например, довольно активно обсуждается возможная связь гамма-всплесков со сверхновыми типа Ib/c.

В данной группе моделей гамма-всплеск связан с джетом, возникающем при коллапсе массивной звезды в черную дыру. Важным параметром, который в принципе можно определять из наблюдений, является угол, под которым мы видим джет. Модели дают разнообразные предсказания, например, касательно регистрации радиоизлучения.

Для GRB980425 предсказывались параметры радиоизлучения, которые затем не были обнаружены. Это является для многих аргументом против данной группы моделей. Автор показывает, как можно модифицировать модель (точнее, следать ее более общей), чтобы удовлетворить имеющимся наблюдениям. Ключевым оказываются параметры звздного ветра взорвавшейся звезды. Соответственно делаются новые предсказания относительно долговременного (годы) поведения радиоизлучения.

Какие механизмы могут порождать гамма-всплески? Чем вызваны их послесвечения? Все ли гамма-всплески имеют космологическую природу или часть из них происходит в нашей Галактике? Перед вами короткий, но очень критический обзор современных проблем теории гамма-всплесков.

Как известно, после неудачного запуска миссии HETE была сделана ее улучшенная копия - HETE-2, которая успешно работает на орбите. В стате излагаются основные достижения этого аппарата, предназначенного для изучения космических гамма-всплесков. Зарегистрировано уже более 250 событий, причем для некоторых удается получить быструю и точную локализацию (координаты), что важно для наблюдений в оптике. Кроме космических гамма-всплесков спутник видел всплески источников повторяющихся гамма-всплесков и другие явления, в первую очередь т.н. ренгеновские вспышки, о которых бы неоднократно писали. Авторы полагают, что рентгеновские вспышки - это внеосевые гамма-всплески (см. выше коментарий к статье Ваксмана). Однако, здесь еще предстоит много проверок - далеко не все коллеги разделяют оптимизм авторов статьи в этом вопросе.

Серия статей по радиопульсарам

Приборы, установленные на обсерватории INTEGRAL, зарегистрировали сильное и протяженное излучение вызванное аннигиляцией позитронов и электронов в области балджа Млечного Пути. Наличие столь существенного избытка позитронов требует своего объяснения. Одно из возможных: некоторое время назад в центральной области нашей Галактики (не обязательно в самом центре) произошла вспышка гиперновой, сопровождавшаяся гамма-всплеском.

По крайней мере пять раз в истории Земли происходило массовое вымирание видов - исчезал существенный процент существовавших к тому моменту видов, снижалась общая численность живых существ. Было предложено много объяснений этих феноменов, одно из них - гамма-всплески. Излучение гамма-всплеска видно из любого уголка Вселенной. Подобная вспышка в нашей Галактике может оказать существенное воздействие на биосферу Земли.

Как гамма-всплеск воздействует на биосферу Земли? Прямое воздействие излучения гамма-всплеска на живые существа, по-видимому, невелико. Существенно более важным оказывается диссоциация молекул азота N₂ и кислорода O₂. Химические радикалы азота, возникающие в этом процессе, выносятся в верхние слои атмосферы и разрушают озоновый слой. На его восстановление уходит от нескольких месяцев до нескольких лет, все это время поверхность Земли подвергается мощному облучению солнечным ультрафиолетом. Кроме того в атмосфере образуется окись азота NO₂, которая поглощает видимый свет и может вызвать глобальное снижение температуры на поверхности Земли.

Последнее вымирание видов, случившееся в Ордовике, характерно тем, что вымирание морских существ зависело от глубины их обитания (сильнее всего пострадали виды живущие у поверхности). Это явное указание на то, что причиной этого вымирания было резкое усиление ультрафиолетового излучения, возможно вызванное близким гамма-всплеском. Одновременно всплеск вызывает кратковременное глобальное похолодание также усилившее процессы вымирания.

На самом деле стоит прочесть целых четыре новые работы: эту, astro-ph/0309455, astro-ph/0309463 и astro-ph/0309504. Мы писали о джетах, взрывах сверхновых и их связи с гамма-всплесками. Писали мы и о рентгеновских вспышках... Дон Лэмб и его соавторы обсуждают можно ли в рамках одной модели объяснить и гамма-всплески и рентгеновские вспышки. Дело в том, что по данным HETE-2 эти явления очень похожи. Разбирая две конкурирующие модели. В одной структура всех джетов одинакова, а разные наблюдательные проявления связаны с тем, что мы смотрим на всплески под разными углами к оси джета. В другой джеты бесструктурны, зато разные всплески имеют разный угол раствора джета. Авторы показывают, что вторую модель можно согласовать со всем комплексом наблюдений, в то время как первая наталкивается на непреодолимые трудности. Отметим, однако, что окончательные выводы делать рано.

После запуска в октябре 2000 г. рентгеновский спутник HETE-2 очень продуктивно поработал. Несмотря на остальную научную программу, основными его успехами оказались гамма-всплески, которых он уже зарегистрировал 250 (из них 43 - с локализацией на небе). Спутник подтвердил связь между гамма-всплесками и сверхновыми типа Ic. [Прим.: Эта связь на сегодняшний день еще не доказана.] и этот результат авторы обзора считают лучшим в данном эксперименте. Также установлено, что изотропное энерговыделение гамма-всплесков (оценка энергии всплеска, сделанная в предположении изотропии его излучения) строго кореллирует с их красными смещениями, т.е. объекты порождающие гамма-всплески испытывают космологическую эволюцию. Кроме того HETE-2 провел ряд наблюдений рентгеновских ореолов гамма-всплесков и решил проблему "оптически темных" всплесков.

Спутник HETE-2.

Авторы данного обзора придерживаются "альтернативной" теории механизмов гамма-всплесков (по-видимому, они единственные ее сторонники). Однако в обзоре часть, посвященная этой теории, занимает немного места, зато удачно собран многочисленный фактический материал. Поэтому я рекомендую его тем, кого интересует этот необычный феномен.

Согласно двум наиболее правдоподобным моделям гамма-всплесков их происхождение связано с массивными звездами (одиночными или двойными), а такие системы эволюционируют очень быстро и прекрасно отслеживают темп рождения звезд. Для того, чтобы оценить параметры всплеска и окружающей его среды, необходимо построить кривую блеска его ореола (послесвечения) на самом раннем этапе его существования: спустя часы после всплеска. Часто это сделать не успевают. Если же всплеск произойдет на большом красном смещении (~10-20), то из-за космологического замедления времени кривая блеска будет в несколько раз растянута и интересующие нас события произойдут позже, через 1-2 суток. Из-за красного смещения ореол будет светить не в оптике, а в ближнем инфракрасном диапазоне, это не составляет проблем для наземных телескопов. Труднее будет зарегистрировать такое событие (как сам всплеск, так и его ореол) из-за большой удаленности и поглощения на луче зрения.

Оценки, сделанные авторами данной работы показывают, что работающая сегодня рентгеновская обсерватория Chandra и планируемый к запуску Swift смогут регистрировать гамма-всплески до красных смещений z~13 и 30, соответственно. А наиболее крупные наземные телескопы будут способны зафиксировать свечение ореола через сутки после всплеска в инфракрасных полосах K и M вплоть до z~33! Таким образом предложенная идея выглядит вполне реальной.

В работе приведен огромный массив наблюдений ореола гамма-всплеска 29 марта 2003 г. в оптическом и инфракрасном диапазонах (как фотометрия, так и спектры). Наблюдения велись с 30 марта по 29 мая на различных телескопах в разных частях света. Авторы являются сторонниками гипотезы о связи данного всплеска со сверхновой и утверждают, что на 7 день после вспышки в спектре ореола начинает наблюдаться характерный спектр сверхновой, а примерно с 11-го для это излучение доминирует. По своим свойствам данная сверхновая похожа на пекулярную сверхновую SN1998bw типа Ic, ассоциируемую с гамма-всплеском GRB 980425.

Спектр ореола GRB 030329 на 26 день и вписанный в него спектр, состоящий на 61% из излучения сверхновой 1998bw и на 39% из непрерывного излучения типичного ореола гамма-всплеска.

Более подробный обзор результатов по данному гамма-всплеску приведен в статье С.И.Блинникова.

Более-менее все уверены, что гамма-всплески - это мощные взрывы на космологических расстояниях. Также все готовы согласиться, что известные гамма-всплески могут не представлять однородной выборки. По-крайней мере четко выделяются два класса всплесков: кототкие и мягкие (по спектру) и длинныеи жесткие. Довольно часто разные авторы пытаются выделить другие классы и/или подклассы.

В этой статье автор выделяет класс источников, которые характеризуются небольшим количеством широких импульсов (напомним, что всплеск может состоять из одного пика, из нескольких пиков или же быть очень сильно изрезанным).

Кривые блеска самых разных всплесков можно посмотреть здесь:
http://www.batse.msfc.nasa.gov/batse/grb/lightcurve/

Изучение кривой Log[N]-Log[Fp] для этих источников показывает, что они должны быть достаточно близкой популяцией. Автор предлагает их связь со сверхновыми типа Ib/c. Безусловно, это пока лишь гипотеза.

В статье делается попытка объяснить последнее недавнее открытие в области гамма-всплесков - обнаружение высокого уровня поляризации (до 70%) собственного излучения гамма-всплеска в событии GRB 021206.

Авторы рассмотрели два сценария, в которых излучение гамма-всплеска порождается синхротронным образом в джете, но в первом случае магнитное поле джета предполагается однородным, во втором - случайным. Оба сценария предсказываю высокую поляризацию излучения (до 40-45% в первом случае и до 30-35% - во втором). Для объяснения наблюдаемого уровня поляризации величина поля на поверхности компактного объекта должна быть порядка 10¹² Гс. Получены некоторые ограничения на угол раствора джета.

Наверняка возможны и другие объяснения наблюдавшегося явления.

Автор рассматривает изучение гамма-всплесков (точнее их ореолов, которое интенсивно идет последние несколько лет) в рамках двух моделей: общепризнанной модели "огненного шара" (fireball) и практически не признаваемой модели "пушечного ядра" (cannonball). Сам автор является членом немногочисленной научной группы, которая поддерживает последнюю модель. [Эта часть достаточно популярна и интересна сама по себе.]

Автор обращает внимание на то, что непризнанная модель "пушечного ядра" не противоречит никаким наблюдательным данным и обрадает не меньшими предсказательными возможностями, чем модель "огненного шара". Единственной ее проблемой является "не природа ... а люди". Подобный подход к изучению различных проблем типичен в "пост-академической" науке и встречаются в физике высоких энергий, астрофизике и даже при изучении древних языков.

[Трудно сказать является ли эта статья "злобным выпадом" автора беспричинно отвергнутой гипотезы или спокойным философским рассуждением о непростых путях развития науки.] В любом случае статья очень живая и интересная.

Первой сверхновой, вспышку которой связали с гамма-всплеском, была близкая сверхновая SN 1998bw (а гамма-всплеск - GRB980425). Красное смещение у 1998bw было равно z=0.0085, что соответствует расстоянию ~37 Мпк. После этого события проявления сверхновых стали "обнаруживать" у многих других гамма-всплесков. (Слово обнаруживать взято в кавычки потому, что во всех случаях обнаруживались не более чем "указания на присутствие сверхновых", смотри, например, АНКу от 21 июня 2003 г.) Со сверхновой 1998bw были и другие проблемы: 1) небольшое, но значимое, несовпадение положения рентгеновского ореола гамма-всплеска со сверхновой; 2) если данная ассоциация верна, то полная энергия всплеска (при изотропии его излучения) составляла бы всего ~8_.10⁴⁷ эрг, что на несколько порядков меньше, чем у самого слабого всплеска с измеренным расстоянием.

Всплеск GRB030329 оказался вторым (а может быть первым) по близости к нам. Его красное смещение, измеренное авторами данной статьи на эшеле-спектрографе телескопа VLT (диаметром 8 м), оказалось равным z=0.1685, что соответствует расстоянию ~810 Мпк при W_L=0.7 и H₀=70 км/с/Мпк. Энергия этого всплеска была вполне типичной ~9_.10⁵¹ эрг (в диапазоне энергий 30-400 кэВ при изотропном излучении).

С помощью телескопа VLT была прослежена спектральная эволюция оптического ореола GRB030429 в интервале 5-30 дней после всплеска. Первые спектры (3 и 8 апреля) имеют почти степенной вид, но по мере затухания ореола спектр становился все более похож на спектр сверхновой 1998bw (на поздней стадии). Этот факт не доказывает связи GRB030429 со вспышкой сверхновой, но является сильным аргументом в пользу данной идеи. Еще один аргумент - совпадение предполагаемого момента вспышки сверхновой с гамма-всплеском.

Спектры оптического ореола гамма-всплеска GRB 030429

Статья будет опубликована в журнале Nature 423, 847-850 (2003).

Один из самых ярких гамма-всплесков вспыхнул 29 марта 2003 г. Его оптическое послесвечение наблюдалось на 1.5 метровом Российско-Турецком телескопе RTT150 (обсерватория Тубитак, Турция). Наблюдения начались спустя 6 часов после всплеска. В течение первых 5 часов наблюдений блеск послесвечения падал по строгому степенному закону с показателем -1.19+-0.01 во всех фильтрах (B, V, R и I). Затем он изменился на более крутой (с показателем примерно -1.9), точка излома находится на момент примерно 0.57 дня после всплеска.

Стрелками на изображении показаны послесвечение (слева) и звезда сравнения (справа вверху)	Кривая блеска оптического послесвечения гамма-всплеска GRB 030329

Русскую версию статьи можно прочесть здесь.

Самое известное открытие, которое сделал рентгеновский спутник BeppoSAX, это, конечно, локализация обычных гамма-всплесков (по рентгеновским и оптическим послесвечениям). Но он исследовал и много других источников, например, мягкие повторные гамма-всплески (SGR, Soft Gamma Repeaters), которым посвящен данный микро-обзор. BeppoSAX 15 раз наблюдал три из четырех известных SGR, затратив на это примерно 10 суток. Что он открыл? Что увидел?

• Первое и самое важное - гигантская вспышка 27 августа 1998 г. от источника SGR 1900+14, подобная вспышке 5 марта 1979 г., в которой был открыт первый SGR (тот же 1900+14), но еще более мощная.
• Открытие теплового компонента излучения от SGR 1900+14.
• Отождествление гамма-источника SGR 1627-41 (последнего из открытых SGR) в рентгеновском диапазоне. Этот процесс усложнялся тем, что рядом с источником расположен остаток сверхновой.
• + уточнение периодов + детальное исследование вспышек + ...

В этом небольшом обзоре авторы пытаются дать свои предсказания по поводу того, что увидят от гамма-всплесков новые эксперименты в гамма-астрономии, нейтринной астрономии, гравитационно-волновой астрономии.

Современные сценарии возникновения гамма-всплеска включают в себя как минимум мощный взрыв (гиперновая или слияние компактных объектов) и джет (т.е. излучение коллимированно). Все это естественным образом приводит к генерации жесткого излучения, ускоренных частиц, высокоэнергетичный нейтрино и гравитационных волн. Поэтому потенциально гамма-всплески являются источниками всего этого, значит можно надеяться все это увидеть.

Новых экспериментов много: LIGO и VIRGO - для поиска гравволн, ICECUBE - для регистрации нейтрино, Auger - для регистрации космических лучей (в том числе и очень высоких энергий). Соответственно для них и делаются предсказания.

Конечно, в сценарии возникновения гамма-всплеска еще много неясного. Поэтому есть много неопределенностей, которые не дают дать точный прогноз (например, сколько нейтрино и каких энергий мы можем ожидать от ....). Разумеется, хочется верить в хорошее - в то, что хорошие предсказания сбудуться, и новые эксперименты получать новые позитивные результаты (а не верхние пределы) по гамма-всплескам.

Авторы детально рассматривают рентгеновские послесвечения космических гамма-всплесков на больших красных смещениях. Важным выводом является предсказание сильных рентгеновских спектральных линий, возникающих через несколько минут после начала всплеска. Такие линии (это линии железа) могут помочь в непосредственном определении красного смещения источника.

Т.о. образом может возникнуть интересная ситуация. Долгое время природа гамма-всплесков была неясна, т.к. не могли точно определить расстояние до них. Теперь же, если такие рентгеновские линии будут обнаружены, гамма-всплески станут одним из основных реперов на больших (больше 3-6 до 30) красных смещениях!

Гамма-всплеск 980425 вспыхнул 25 апреля 1998 года, что ясно из его обозначения.А через несколько дней рядом с ним (самое большее в нескольких угловых минутах) была обнаружена сверхновая 1998bw. Гипотеза о том, что гамма всплески могут быть связаны со вспышками сверхновых высказывалась очень давно (впрочем в качестве причин гамма-всплесков за 30 лет их изучения было предложено все что только возможно - от комет, вспышек на обычных и нейтронных звездах до взрывов гиперновых и слияния двойных компактных звезд), но это было первое экспериментальное обнаружение такой связи. До сих пор так и не установлено были ли эти события двумя проявлениями одной причины или же это случайное совпадение (хотя и очень маловероятное - несколько угловых минут по углу и менее одного дня по времени).

рентгеновская обсерватория XMM-Ньютон отнаблюдала область вокруг GRB980425/SN1998bw в марте 2002 года. Вот ее изображение.

Наблюдения с борта XMM подтверждают совпадение гамма-всплеска со сверхновой. Кроме того поток от SN 1998bw оказался ниже, чем ожидалось, т.е. ее блеск начал спадать быстрее.

29 марта вспыхнул гамма-всплеск с очень ярким оптическим послесвечением. О нем писали практически все новостные сайты (см. новости на Астронете, Мембране, Переплете).
Кратко укажем, что нового узнали.

За прошедшее время в архивах успело появиться три статьи:
"Spectroscopic Discovery of the Supernova 2003dh Associated with GRB 030329"
Optical Limits on Precursor Emission from Gamma-Ray Bursts with Known Redshift
The Supernova associated with GRB 030329.

Первая статья посвящена сверхновой (точнее скажем так "объекту, похожему на сверхновую"), ассоциируемой с гамма-всплеском.

Во второй работе речь идет о пределах на оптический прекурсор. Прекурсор - это предвестник основного всплеска. Так вот у GRB 030329 до всплеска в оптике ничего не видно, и это самый жесткий предел на сегодняшний день. Такие данные ставят жесткие ограничения на модели.

Третья работа написана теоретиками развивающими свою модель взрыва - модель пушечного ядра (Cannonball). Разумеется, появление статьи говорит о том, что в рамках их модели все хорошо описывается, но не будем торопиться ...

Сейчас странными звездами уже никого не удивишь. Да и гамма-всплесками тоже. Но вот их взаимосвязью ....

В принципе идея не нова: при т.н. деконфайнменте (переходе в кварковое состояние) может выделяться много энергии, очень много. Настолько много, что этого хватит на гамма-всплеск. В данной статье авторы подробно рассматривают эффекты т.н. цветной сверхпроводимости (color superconductivity). Кроме того, они пытаются быть ближе к реальности, сравнивая свои расчеты с реальными наблюдательными данными. Вроде бы у них все получается ...