Astronet > Eksperimental'nye metody izucheniya kosmicheskih gamma-vspleskov

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Eksperimental'nye metody izucheniya kosmicheskih gamma-vspleskov

V.G.KURT

Moskovskii gosudarstvennyi universitet im. M.V. Lomonosova

Stat'ya posvyashena otkrytym 25 let nazad gamma-vspleskam, priroda kotoryh ostaetsya neponyatoi do sih por. Kolichestvo zaregistrirovannyh vspleskov prevyshaet 2000, odnako ih ne udaetsya otozhdestvit' s astronomicheskimi ob'ektami vo vsem diapazone elektromagnitnogo spektra. V stat'e izlagayutsya eksperimental'nye metody izucheniya gamma-vspleskov i privodyatsya sovremennye gipotezy ih proishozhdeniya.

Metody issledovaniya kosmicheskih gamma-vspleskov

25 let tomu nazad amerikanskie sputniki sistemy "VELA" obnaruzhili, chto izredka na nebe voznikayut korotkie vspyshki v rentgenovskom i gamma-diapazonah (ris. 1). Sputniki "VELA" byli zapusheny na ekvatorial'nuyu orbitu s vysotoi 100 000 km i prednaznachalis' dlya obnaruzheniya yadernyh vzryvov, provodimyh v te gody v Sovetskom Soyuze, Kitae i Francii, a takzhe dlya kontrolya za yadernymi ispytaniyami, kotorye mogli by provodit'sya drugimi, neyadernymi stranami. V stat'e, opublikovannoi v 1972 godu, ukazyvalos' lish', chto eti vspyshki proishodyat ne v napravlenii na Zemlyu i Solnce.

Ris. 1. Tipichnyi kosmicheskii gamma-vsplesk, zaregistrirovannyi s amerikanskogo apparata "Uliss" 3 maya 1991 goda v spektral'nom diapazone 30-225 keV. Vremennoe razreshenie 0,062 s

Bolee tochnyh dannyh ob ih koordinatah togda ne udalos' poluchit'. Dlitel'nost' vspleskov nahodilas' v predelah ot 1 do 100 s. Vot, pozhalui, i vse, chto bylo polucheno v etom eksperimente. Kak i mnogie drugie krupnye otkrytiya, ono bylo sdelano sluchaino, odnako ne sleduet zabyvat', chto i dlya sluchainyh otkrytii neobhodimy dostatochno vysokii uroven' nablyudatel'noi apparatury i vnimatel'nye nablyudateli, kotorye by obratili vnimanie na novyi vid yavlenii. Takim zhe sluchainym bylo, naprimer, otkrytie angliiskimi astronomami Dzhoselin Bell i Martinom Railom radiopul'sarov - bystrovrashayushihsya neitronnyh zvezd s sil'nym (vplot' do 10¹² E) magnitnym polem.

Dlya togo chtoby ponyat' prirodu otkrytogo fenomena, neobhodimo bylo prezhde vsego opredelit' koordinaty vspleskov na nebesnoi sfere, chto moglo by dat' vozmozhnost' ih otozhdestvleniya s opticheskimi ili drugimi uzhe izvestnymi ob'ektami. Tak astronomy postupayut vsegda. Podobnaya strategiya poiska pozvolila bystro otozhdestvit' rentgenovskie istochniki s akkreciruyushimi neitronnymi zvezdami ili chernymi dyrami v dvoinyh sistemah, gde vtoroi komponentoi yavlyaetsya normal'naya zvezda - inogda goluboi gigant, a inogda i zvezda tipa nashego Solnca. Uskoryayas' v pole sily tyazhesti neitronnoi zvezdy do relyativistskih skorostei, padayushee (akkreciruyushee) veshestvo, vytekayushee s poverhnosti normal'noi zvezdy, razogrevaetsya do temperatur, prevyshayushih million gradusov, chto i obespechivaet gromadnuyu rentgenovskuyu svetimost' takogo istochnika vplot' do milliona raz vyshe svetimosti nashego Solnca vo vsem diapazone elektromagnitnogo spektra. Rentgenovskie istochniki takzhe byli otkryty sluchaino amerikanskimi fizikami Bruno Rossi i Rikkardo Dzhiakonni pri poiske rentgenovskogo fluorescentnogo izlucheniya lunnoi poverhnosti, bombardiruemoi kosmicheskimi luchami. Vsled za otkrytiem rentgenovskih istochnikov nekotorye iz nih byli otozhdestvleny s peremennymi zvezdami (pervym byl istochnik Her XR-1, otozhdestvlennyi s horosho izuchennoi peremennoi zvezdoi HZ Her 12,5 zvezdnoi velichiny). Bystroe otozhdestvlenie s opticheskimi ob'ektami mnogih rentgenovskih istochnikov pozvolilo ponyat' ih prirodu, vychislit' rasstoyaniya do nih, ih svetimost' v rentgenovskom i opticheskom diapazonah, ih massy, razmery, periody obrasheniya neitronnoi zvezdy vokrug svoei osi i orbital'nyi period obrasheniya komponent vokrug centra tyazhesti sistemy, a v konechnom schete podtverdit' i sushestvovanie takih fantasticheskih ob'ektov, kak chernye dyry.

Odnako s gamma-vspleskami vse vyshlo po-drugomu. Opredelit' ih koordinaty na nebesnoi sfere okazalos' neprosto. Vspleski voznikayut sluchaino, nepredskazuemo, i pri toi chuvstvitel'nosti, kotoraya byla na vooruzhenii astronomov 25 let tomu nazad, odin vsplesk registrirovalsya primerno raz v tri-chetyre dnya. Nablyudatel'naya apparatura dolzhna byla osmatrivat' vsyu nebesnuyu sferu (4 $\pi$ steradian) 24 chasa v sutki. Dlya resheniya etoi zadachi byli primeneny dva metoda. V pervom iz nih (ris. 2a) ispol'zovalos' neskol'ko vsenapravlennyh detektorov s polem zreniya 2 $\pi$ sr, chuvstvitel'nost' kotoryh zavisela ot ugla $\theta$ mezhdu normal'yu k poverhnosti detektora i napravleniem prihoda vspleska (chuvstvitel'nost' proporcional'na kosinusu etogo ugla).

Ris. 2.Sposoby opredeleniya koordinat vspleskov: a) - metod, osnovannyi na izmerenii otnosheniya pokazanii treh detektorov, chuvstvitel'nost' kotoryh proporcional'na $\cos\theta$ ; b) - metod, osnovannyi na izmerenii vremeni prihoda signala na neskol'ko raznesennyh kosmicheskih apparatov.

Esli ispol'zovat' tri takih detektora (a eshe luchshe 6 ili bol'she), to po sootnosheniyu signalov ot nih mozhno vychislit' napravlenie na istochnik gamma-vspleska. V pervyh eksperimentah takogo tipa ispol'zovalis' scintillyacionnye detektory s kristallami CsI(Tl) ili NaI(Tl) diametrom 100-150 mm. Detektory byli vklyucheny 24 chasa v sutki, no izmeryali lish' uroven' fona i ego dispersiyu. Dannye hranilis' v operativnoi pamyati pribora 1-2 s, i esli fon ne prevyshal svogo srednego urovenya plyus 5-7 srednestatisticheskih oshibok, to dannye iz operativnoi pamyati stiralis'. Takaya kol'cevaya ili stekovaya pamyat' rabotala v techenie mnogih mesyacev na neskol'kih sovetskih, amerikanskih i francuzskih apparatah ("Prognoz", "Mars", "Venera", "Pioner-Venus", ISEE-3). Esli zhe ocherednoe izmerenie (primerno odin raz v sekundu) pokazyvalo prevyshenie nad ustanovlennym porogom, to vklyuchalas' bystraya pamyat', kotoraya s vysokim vremennym razresheniem (1/32, 1/64 ili dazhe 1/128 s) zapisyvala vremennoi profil' vspleska v techenie 16, 32 ili 64 s. Pri etom zapisyvalas' i predpamyat', to est' uroven' fona za odnu-dve sekundy do ego nachala. Tak proizvoditsya pokaz fragmenta futbol'nogo matcha za neskol'ko sekund do krasivogo gola. Etot zhe detektor pozvolyaet registrirovat' i spektr vspleska, chto vazhno dlya ponimaniya fiziki processa v istochnike.

Dlya srednego po yarkosti vspleska tochnost' opredeleniya koordinat etim metodom sostavlyaet neskol'ko gradusov (ot 1° do 10°). Pribory takogo tipa uspeshno primenyalis' gruppoi astronomov Leningradskogo (nyne Sankt-Peterburgskogo) fiziko-tehnicheskogo instituta im. A.F. Ioffe na sputnikah i avtomaticheskih stanciyah "Mars" i "Venera". V poslednie gody svyshe 2000 vspleskov bylo issledovano podobnym sposobom na amerikanskom sputnike GRO (Gamma Ray Observatory) im. A. Komptona v eksperimente BATSE (Burst and Transient Sources Experiment), gde ustanovleny vosem' detektorov ploshad'yu 2000 sm² kazhdyi. K nastoyashemu vremeni opublikovany uzhe chetyre kataloga BATSE, v kotoryh privodyatsya koordinaty 1805 vspleskov (ekvatorial'nye i galakticheskie), vremya ih poyavleniya, intensivnost' v chetyreh spektral'nyh intervalah (ot 50 keV i do 1 meV), dlitel'nost', oshibki koordinat i drugie dannye.

Odnako tochnost' opredeleniya koordinat opisannym metodom nevelika, chto ne pozvolyalo osushestvit' opticheskoe otozhdestvlenie vspleskov s kakimi-libo izvestnymi ob'ektami v drugih spektral'nyh diapazonah.

Vskore posle otkrytiya vspleskov v Sovetskom Soyuze, SShA i Francii byl kollektivno razrabotan principial'no drugoi metod opredeleniya koordinat vspleskov s gorazdo bolee vysokoi tochnost'yu. Sut' ego svoditsya k sleduyushemu. Rassmotrim (ris. 2b) ploskii volnovoi front ot gamma-vspleska, prihodyashii na dva raznesennyh v prostranstve kosmicheskih apparata. Togda vremya zapazdyvaniya prihoda signala na eti apparaty $\tau = L \cos{\theta}/c$ , gde $L$ - rasstoyanie mezhdu apparatami, $\theta$ - ugol mezhdu napravleniem na vsplesk i vektorom, soedinyayushim oba apparata, s - skorost' sveta. Ochevidno, chto dva apparata pozvolyayut poluchit' lish' kol'co na nebesnoi sfere, v predelah kotorogo mozhet nahodit'sya istochnik gamma-vspleska. Shirina etogo kol'ca opredelyaetsya oshibkami izmereniya vremeni na dvuh apparatah i oshibkoi znaniya velichiny L:

$\Delta \Theta =\frac{c(L\Delta \tau + \tau \Delta L)}{L^2\sin \Theta}$ radian

Nalichie v kosmose tret'ego apparata pozvolyaet postroit' dva peresekayushihsya kol'ca, chto daet vozmozhnost' poluchit' na nebesnoi sfere dvuznachnoe polozhenie istochnika vspleska. Odno iz etih polozhenii obychno legko isklyuchit'. Chetvertyi, pyatyi i t.d. apparaty mogut sushestvenno uluchshit' tochnost' opredeleniya koordinat. Takim obrazom, tochnost' opredeleniya koordinat etim metodom obuslovlena ballisticheskim i vremennym obespecheniem eksperimenta.

Dlya tochnogo opredeleniya vremeni prihoda na apparaty, razdelennye desyatkami i sotnyami millionov kilometrov, prihoditsya, dazhe imeya na bortu kvarcevye ili atomnye chasy so stabil'nost'yu $\Delta t / t$ poryadka 10^{- 8} i 10-¹², proizvodit' sverku bortovyh chasov s nazemnym atomnym standartom vremeni. Eta procedura predstavlyaet znachitel'nye trudnosti, osobenno esli sravnivayutsya standarty vremeni raznyh stran. K nastoyashemu vremeni udalos' dostignut' tochnosti poryadka 3-5 ms i tochnosti opredeleniya bazy (rasstoyaniya mezhdu apparatami) poryadka 100-300 km). Pri takih oshibkah tochnost' lokalizacii vspleskov sostavlyaet neskol'ko uglovyh minut, a dlya samyh yarkih vspleskov - dazhe men'she odnoi uglovoi minuty. Tak, naprimer, yarchaishii vsplesk 5 marta 1978 goda byl lokalizovan nami s pomosh'yu vos'mi apparatov s tochnost'yu do 10 uglovyh sekund! Etot vsplesk byl otozhdestvlen (edinstvennyi sluchai) s ostatkom vspyshki Sverhnovoi zvezdy N 49 v Bol'shom Magellanovom Oblake (blizhaishaya k nam galaktika).

Pri takoi tochnosti voznikayut novye problemy, svyazannye s uchetom relyativistskih popravok, tak kak izmereniya koordinat i vremeni proizvodyatsya s dvizhushihsya apparatov. Analogichnye problemy sushestvuyut i dlya sravneniya vremeni s nazemnym standartom. Sleduet uchest' i relyativistskuyu raznost' hoda chasov v tochkah Solnechnoi sistemy s razlichnym potencialom sily tyazhesti. Kak pravilo, vse vremena na Zemle i kosmicheskih apparatah privodyatsya k baricentricheskomu vremeni (baricentricheskoe vremya - eto vremya, kotoroe pokazyvali by chasy, otnesennye na beskonechnost' i pokoyashiesya otnositel'no baricentra, to est' centra mass, Solnechnoi sistemy). Tol'ko v etom sluchae popravka za vliyanie gravitacionnogo polya Solnca budet svedena k nulyu. V etoi zhe baricentricheskoi sisteme sleduet izmeryat' i koordinaty vseh uchastvuyushih v eksperimente apparatov. Tak chto perspektivno organizovat' special'nyi eksperiment na treh kosmicheskih apparatah s tochnost'yu opredeleniya koordinat vplot' do 1-10 uglovyh sekund. Mezhplanetnye stancii dlya takogo eksperimenta dolzhny byt' osnasheny atomnymi standartami chastoty i vremeni, special'noi sistemoi sravneniya chasov s nazemnym atomnym standartom s tochnost'yu ne huzhe 1 ms i sistemoi opredeleniya koordinat apparatov s tochnost'yu 1-10 km. Eti znacheniya vpolne real'ny dlya tehniki segodnyashnego dnya.

V nastoyashee vremya prorabatyvayutsya i principial'no drugie metody tochnoi lokalizacii vspleskov, osnovannye na ispol'zovanii koordinatno-chuvstvitel'nyh detektorov s kodirovannoi aperturoi.

Chto my znaem o kosmicheskih gamma-vspleskah

Itak, chto zhe segodnya izvestno o vspleskah posle desyatka uspeshnyh eksperimentov? Dlya 2000 vspleskov est' koordinaty s tochnost'yu 1°-10°, pochti dlya 100 - s tochnost'yu 3-30 uglovyh minut. Dlya vseh 2000 vspleskov imeyutsya potoki izlucheniya v intervale energii 50-1000 keV, dlitel'nost' i spektry s razlichnym, no ne ochen' vysokim spektral'nym razresheniem.

Nachnem s prostranstvennogo raspredeleniya vspleskov. Rezul'tat etogo analiza kraine prost: raspredelenie ves'ma izotropno, to est' ne obnaruzheno koncentracii istochnikov k galakticheskomu ekvatoru, kak dlya radiopul'sarov ili rentgenovskih galakticheskih istochnikov. Ne naideno koncentracii ni k kakim drugim tochkam ili oblastyam nebesnoi sfery: k centru, anticentru ili polyusam Galaktiki, k blizhaishim galaktikam Bol'shomu i Malomu Magellanovym oblakam, k tumannosti Andromedy (M31), blizhaishim skopleniyam galaktik, sverhskopleniyam i t.d. Dlya etogo analiza ispol'zovalis' raznoobraznye i ves'ma izoshrennye metody matematicheskoi statistiki (ris. 3).

Ris. 3. Prostranstvennoe raspredelenie v galakticheskih koordinatah 1805 vspleskov po dannym 4-go kataloga BATSE

Dlitel'nost' vspleskov kolebletsya ot neskol'kih millisekund i do 100 s s dvumya maksimumami na 1 i 30 s. Neskol'ko vspleskov imeli dlitel'nost' vplot' do 1000 s (ris. 4).

Ris. 4. Raspredelenie dlitel'nosti vspleskov

Neprostaya situaciya skladyvaetsya s raspredeleniem vspleskov po ih yarkosti (ili potoku rentgenovskogo izlucheniya). Dlya odnorodnogo raspredeleniya v prostranstve istochnikov odinakovoi yarkosti, ochevidno, budet spravedlivo vyrazhenie N(S > S₀) =AS^-3/2₀ = , gde N - chislo istochnikov s potokom bol'she S₀ . Formula ochevidna, tak kak nablyudaemyi potok obratno proporcionalen kvadratu rasstoyaniya do istochnika, a chislo istochnikov proporcional'no ob'emu sfery ili kubu rasstoyaniya. Dlya yarkih istochnikov s potokom svyshe 10^{- 3}-10^{- 4} erg/sm² za vse vremya dlitel'nosti vspleska v diapazone 50-1000 keV zavisimost' N(S₀) podchinyaetsya zakonu 3/2 (ris. 5), odnako dlya bolee slabyh vspleskov (vplot' do potokov 10^{- 8} erg/sm²) chislo nablyudaemyh istochnikov sushestvenno nizhe znacheniya, davaemogo etim zakonom. Stol' strannoe povedenie funkcii N(S₀), konechno, nuzhdaetsya v razumnom ob'yasnenii.

Ris. 5. Funkciya raspredeleniya vspleskov (po dannym 4-go kataloga BATSE) po ih potoku (lg N-lg S ). S - registriruemyi potok

Nakonec, ostanovimsya kratko na spektre gamma-vspleskov. V srednem v diapazone 50-1000 keV fotonnyi spektr neploho approksimiruetsya stepennym zakonom S(E)dE = AE $^{-\alpha}$ dE, gde pokazatel' stepeni a raven primerno 2. V myagkoi oblasti spektra (gde energiya fotonov men'she 50-30 keV) znachenie a umen'shaetsya ot 2 do 1, v zhestkoi oblasti s E > 100 keV velichina a rastet i spektr stanovitsya kruche. Odnako eto verno lish' v srednem. Nablyudayutsya spektry i sovsem pologie, i bolee krutye, i dazhe s izlomom, ne opisyvaemye prostym stepennym zakonom s odnim znacheniem $\alpha$ . Ne reshen vopros i o nalichii linii v rentgenovskom spektre. Na rannem etape nablyudenii, kogda chislo spektral'nyh kanalov detektorov bylo neveliko (8-16), nekotorye avtory nablyudali linii v diapazone desyatkov i soten kiloelektronvol't kak v emissii, tak i v pogloshenii. Eti linii interpretirovalis' kak rezul'tat krasnogo smesheniya, vyzvannogo ili kosmologicheskim rasshireniem, ili gravitacionnym krasnym smesheniem annigilyacionnoi linii (e^-+ e⁺ = 2 $\gamma$ ) s energiei 512 keV. Linii s energiei nizhe 100 keV pripisyvalis' giroliniyam izlucheniya elektronov pri perehodah mezhdu urovnyami Landau (urovni energii vrasheniya elektrona vokrug silovoi linii magnitnogo polya) pri magnitnyh polyah neitronnyh zvezd vplot' do velichin 10¹² E. Odnako pri poslednih izmereniyah so sputnika GRO v eksperimente BATSE, gde ispol'zuetsya spektrometr vysokogo razresheniya s 256 spektral'nymi kanalami, ne udalos' nadezhno obnaruzhit' linii ni v emissii, ni v pogloshenii. Vse nablyudaemye linii byli, po-vidimomu, rezul'tatom vzaimodeistviya zaryazhennyh chastic kosmicheskih luchei s veshestvom apparata i pribora. Pohozhe, chto avtory prezhnih rabot prinimali "stuk svoego serdca za topot kopyt konya ozhidaemogo druga", tak chto vopros nalichiya ili otsutstviya linii ostaetsya poka otkrytym.

Vot, pozhalui, i vse eksperimental'nye dannye, nakoplennye k segodnyashnemu dnyu. Ostanovimsya teper' na poslednih sensacionnyh rezul'tatah, poluchennyh vesnoi i letom 1997 goda na ital'yanskom sputnike BEPPO SAX. V etom eksperimente vpervye udalos' dlya dvuh vspleskov poluchit' tochnye koordinaty (s oshibkoi men'she neskol'kih uglovyh minut) i rentgenovskie polozheniya so sdvigom v 8 ch posle registracii gamma-vspleska. Pri etom v oblasti lokalizacii na neskol'kih nazemnyh teleskopah byli obnaruzheny ochen' slabye opticheskie i rentgenovskie peremennye istochniki slabee 21 vidimoi zvezdnoi velichiny. Prakticheski vse uchastniki etogo eksperimenta sklonyayutsya v pol'zu vnegalakticheskoi prirody nablyudavshihsya opticheskih ob'ektov.

Mozhno li reshit' problemu proishozhdeniya kosmicheskih gamma-vspleskov?

V chem prichina stol' plachevnogo sostoyaniya voprosa o prirode kosmicheskih gamma-vspleskah? Prezhde vsego v otsutstvii tochnyh, "sekundnyh" koordinat. Nasha nablyudatel'naya gruppa iz Astrokosmicheskogo centra Fizicheskogo instituta im. P.N. Lebedeva RAN i Special'noi astrofizicheskoi observatorii RAN v stanice Zelenchukskoi na Severnom Kavkaze (V.V. Sokolov, S.A. Zharikov, A.I. Kopylov, A.V. Berezin i avtor etoi stat'i) ispol'zovali shestimetrovyi opticheskii teleskop BTA s chuvstvitel'noi PZS-matricei (koordinatno-chuvstvitel'nym detektorom na baze pribora s zaryadovoi svyaz'yu) dlya izucheniya neskol'kih oblastei lokalizacii vspleskov. Pri etom byla dostignuta rekordnaya chuvstvitel'nost' - 27 zv.vel. V predelah pryamougol'nika s razmerami 0,'5 x 2,'5 bylo izmereno okolo 400 ob'ektov. Prakticheski vse oni yavlyayutsya vnegalakticheskimi: galaktikami ili kvazarami. Priderzhivayas' lokal'noi teorii proishozhdeniya vspleskov i polagaya, chto istochnikami gamma-vspleskov yavlyayutsya blizkie neitronnye zvezdy, my iskali, soglasno predskazaniyam teoretikov, golubye ob'ekty s temperaturoi poryadka neskol'kih sot tysyach gradusov. Vybrat' konkretnyi ob'ekt my tak i ne smogli. Vse drugie nablyudatel'nye gruppy takzhe ne smogli naiti opticheskie kandidaty dlya gamma-vspleskov. Odnako poiski provodilis' cherez desyatki let posle nablyudenii vspleskov v rentgenovskom i gamma-diapazonah. Tol'ko v eksperimente BEPPO SAX udalos' poluchit' opticheskie izobrazheniya cherez neskol'ko chasov posle vspyshki v rentgenovskom i gamma-diapazonah. Otsyuda sleduet, chto neobhodimo poluchat' koordinaty vspleska s tochnost'yu v neskol'ko uglovyh sekund i zhelatel'no kak mozhno bystree, s zaderzhkoi ne bolee neskol'kih chasov posle ego obnaruzheniya v gamma-diapazone. Nashi nablyudeniya obychnyh radiopul'sarov, provodivshiesya takzhe na shestimetrovom teleskope BTA vmeste s nablyudeniyami na kosmicheskom teleskope im. E. Habbla (HST), pokazali, chto opticheskoe izluchenie neitronnyh zvezd mozhet ne opisyvat'sya zakonom izlucheniya absolyutno chernogo tela i sootvetstvenno ne byt' golubym.

Tri gipotezy o prirode vspleskov

Kakie zhe vozmozhnosti ostayutsya dlya ob'yasneniya etogo strannogo fenomena? Izotropnoe raspredelenie na nebesnoi sfere ostavlyaet nam tri vozmozhnosti.

Lokal'naya teoriya, ob'yasnyayushaya proishozhdenie vspleskov blizkimi ob'ektami s rasstoyaniyami men'she tolshiny galakticheskogo diska, to est' blizhe 100-200 pk (1 pk (parsek) = 3,2 svetovogo goda = 3 $\cdot$ 10¹⁸ sm). V etom sluchae svetimost' potencial'nyh istochnikov ostaetsya v dopustimyh predelah, to est' men'she 10³⁷ erg. Veroyatnee vsego, chto v etom sluchae istochniki vspleskov - starye odinochnye neitronnye zvezdy, prakticheski ne izluchayushie v opticheskom diapazone vne vremeni vspleska.
Vnegalakticheskaya teoriya, soglasno kotoroi vspleski raspolozheny na gromadnyh kosmologicheskih rasstoyaniyah s krasnym smesheniem z > 1. Eta ideya byla vydvinuta neskol'ko let tomu nazad Bogdanom Pachinskim (SShA) i nashla mnogo storonnikov. Pri takih rasstoyaniyah svetimost' istochnikov vspleskov prevyshaet 10⁵² erg, chto sootvetstvuet annigilyacii za 1-10 sekund 0,01 massy Solnca. Pachinskii predlozhil i fizicheskii mehanizm dlya ob'yasneniya takoi svetimosti - sliyanie dvuh neitronnyh zvezd v tesnoi dvoinoi sisteme. Takie pary teryayut vrashatel'nyi moment za schet izlucheniya gravitacionnyh voln. V nashei Galaktike uzhe naideny shest' takih par s periodami orbital'nogo vrasheniya menee neskol'kih chasov. Fizicheskie (yadernye) aspekty takogo processa do sih por ne vyyasneny. Esli eto tak, to neobhodimo iskat' v mestah raspolozheniya vspleskov slabye roditel'skie galaktiki, v kotoryh i proizoshlo takoe redkoe sobytie. Po ocenkam teoretikov, v galaktikah tipa nashei ono mozhet proishodit' raz za 10⁵-10⁷ let.
Promezhutochnaya teoriya - galo vokrug yadra nashei Galaktiki s harakternym razmerom okolo 100-200 kpk. Parametry takoi modeli dovol'no sil'no ogranicheny: nado, chtoby ne skazyvalas' koncentraciya istochnikov k yadru Galaktiki i chtoby ne byli vidny vspleski ot tumannosti Andromedy (chto delat' s Bol'shim i Malym Magellanovymi oblakami, voobshe ne yasno).

Zaklyuchenie

Kak zhe reshit' etu problemu? Kazhetsya, chto eksperimenty tipa GRO BATSE sebya ischerpali. Dal'neishee nakoplenie podobnogo materiala vryad li prineset uspeh. Sleduet napravit' usiliya eksperimentatorov na opredelenie koordinat hotya by samyh yarkih vspleskov s tochnost'yu 1-10 uglovyh sekund. Kak eto sdelat', opisano vyshe. Drugoe napravlenie poiska - opredelenie rasstoyaniya do istochnikov vspleskov putem izmereniya poglosheniya myagkogo rentgenovskogo izlucheniya v diapazone 0,1-2 keV na neitral'nom gaze v Galaktike, raspredelenie kotorogo horosho izucheno po radioastronomicheskim nablyudeniyam v linii atomarnogo vodoroda s dlinoi volny 21 sm. Tretii, klyuchevoi eksperiment - dlitel'nyi monitoring s vysokoi chuvstvitel'nost'yu (ne huzhe 10^{- 9} erg/sm²) oblasti tumannosti Andromedy s cel'yu obnaruzheniya slabyh vspleskov, voznikayushih v etoi galaktike, ves'ma pohozhei na nashu Galaktiku. Eto dast vozmozhnost' prinyat' ili otbrosit' galakticheskuyu gipotezu proishozhdeniya vspleskov. Vryad li astronomicheskoe soobshestvo budet dolgo terpet' stol' smelyi vyzov Prirody! Reshenie problemy kosmicheskih gamma-vspleskov dolzhno byt' naideno.

Literatura


[1]	Kurt V.G. Kosmicheskie gamma-vspleski - prizraki sovremennoi astrofiziki // Priroda. 1997. No 4. S. 74-81.
[2]	Kurt V.G. Gamma-vspleski // Zemlya i Vselennaya. 1993. No 2. S. 3-10.
[3]	Gnedin Yu.N. Nebo v rentgenovskih i gamma-luchah // Sorosovskii Obrazovatel'nyi Zhurnal. 1997. No 5. S. 74-79.
[4]	Cherepashuk A.M. Chernye dyry v dvoinyh zvezdnyh sistemah // Sorosovskii Obrazovatel'nyi Zhurnal. No 3. S. 87-93.

Publikacii s klyuchevymi slovami: gamma-vspleski - lokalizaciya gamma-vspleskov Publikacii so slovami: gamma-vspleski - lokalizaciya gamma-vspleskov
Sm. takzhe: Rentgenovskie kol'ca vokrug gamma-vspleska Gamma-vsplesk GRB 221009A GW170817: registraciya izlucheniya raznyh vidov ot yavleniya sliyaniya O proishozhdenii zolota Osnovnye teleskopy Zemli izuchayut GRB 130427A Poimannye na fone poslesvecheniya Simfoniya vspleska GRB 110328A Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce