W jaki sposób rozbłysk promieniowania gamma, który miał miejsce po połączeniu 2 czarnych dziur, różni się od innych GRB?

9

Wybuch promieniowania gamma został wykryty 0,4 sekundy po zdarzeniu fali grawitacyjnej, GW150914 , spowodowanym połączeniem czarnej dziury i znajdował się w tej samej części nieba. Nie jest pewne, czy ta seria promieni gamma wiązała się z fuzją czarnej dziury . Szanse na zbieg okoliczności GRB (lub po prostu szum tła) wynoszą 0,22%. Oznacza to 99,78% szansy na połączenie czarnej dziury z GRB. Późniejsza analiza sugeruje, że GRB było tylko zdarzeniem w tle, które miało miejsce w tym samym miejscu na niebie zaledwie 0,4 sekundy po połączeniu czarnej dziury, a zatem nie jest powiązane.

Podczas gdy GRB może emitować z niego strumienie relatywistyczne skierowane w przeciwnych kierunkach, badania „wykluczają możliwość powiązania tego zdarzenia z istotnym promieniowaniem gamma skierowanym w stronę obserwatora”. Interpretuję to, aby oznaczać, że ten GRB nie miał relatywistycznych dżetów, ale był dookólny. (Nie jestem pewien, jak astronomowie doszli do takiego wniosku.)

W każdym razie, niezależnie od tego, czy był to przypadek, czy nie, pytam o to, jak moc wyjściowa tego GRB wypada w porównaniu z innymi GRB. Artykuł w Wikipedii w linku mówi, że „emisja energii w promieniach gamma i twardych promieniach rentgenowskich z imprezy była mniejsza niż jedna milionowa energii emitowanej jako fale grawitacyjne”.

Ile energii emituje typowy GRB? Jaki był rozkład widma typowego GRB? W jakim czasie typowy GRB emituje tę energię? (Ile sekund?)

Jak poziomy energii, widma i czasy trwania innych GRB porównują się z GRB związanym z połączeniem czarnej dziury?

Jeśli jest podobny do innych GRB, potwierdzałoby to hipotezę, to GRB było po prostu zbiegiem okoliczności w prawie tym samym czasie i miejscu na niebie.

Jeśli ten GRB ma inną emisję energii i czas trwania niż inne GRB, potwierdzałoby to hipotezę, że jest on naprawdę związany z połączeniem czarnej dziury.

Odpowiadając, podaj dane, cytaty lub cytaty z oryginalnych badań. Nie szukam nieobsługiwanych spekulacji, ale prawdziwą analizę popartą prawdziwymi danymi.

RichS
źródło

Odpowiedzi:

3

Interpretacja zaproponowana w drugim akapicie jest niepoprawna. Jest to zrozumiałe, ponieważ w literaturze toczy się debata - różne prace prowadzą do potencjalnie sprzecznych wniosków .

„Wykluczenie możliwości powiązania zdarzenia z znacznym promieniowaniem gamma skierowanym w stronę obserwatora” oznacza po prostu, że nie znaleziono obserwowalnego GRB, podpowiedź, która może być oryginalnym wykryciem, została spowodowana przez tło instrumentalne : każdy detektor ma swoje własne tło instrumentalne , wszystkie wystarczająco wrażliwe instrumenty powinny widzieć tylko rzeczywiste zdarzenia.

Zasadniczo zawsze jest możliwe, że połączenie wygenerowało emisję wiązki skierowaną gdzie indziej. Żaden instrument nie powinien był tego widzieć bezpośrednio i nie ma prostego sposobu, aby dowiedzieć się, czy to się stało.

Ta górna granica wynika z obserwacji innego satelity (INTEGRAL / SPI-ACS, Savchenko i in. 2016 ) niż pierwotne wykrycie (Fermi / GBM, Connaughton i in. 2016 ). Również alternatywna analiza danych Fermi / GBM ( Greiner i in. 2016 ) sugeruje, że w danych GBM nie znaleziono żadnego zdarzenia - ich zdaniem jest to pewnego rodzaju fluktuacja tła .

W tej chwili zespoły, które zgłosiły te sprzeczne wyniki, pracują razem, starając się wypracować spójny obraz, który w zasadzie może być GRB z tą lub inną właściwością związaną z GW150914, niezwiązanym GRB z niektórymi właściwościami lub brak wykrycia . Ta praca koncentruje się na kalibracji krzyżowej i porównywaniu instrumentów, a także jest przydatna, aby uniknąć tego rodzaju niepewności w przyszłości.

Można spróbować scharakteryzować właściwości spektralne tego zdarzenia, stosując podejście oryginalnego zespołu Fermi / GBM. Niestety, pomiar wydawał się być w bardzo niefortunnych warunkach dla Fermi / GBM (w złym kierunku). Dlatego sygnał był bardzo słaby (poniżej tego, co zwykle zgłaszano by dla prawdziwego GRB, chociaż ostatnio podjęto próby obniżenia tych progów, patrz Goldstein i in. 2017 ), a charakterystyka spektralna jest luźna . Możesz poszukać szczegółów na temat Veres i in . 2016 . Przy tych dużych niepewnościach widmo jest kompatybilne ze znanymi krótkimi GRB.

Oszacowanie jasność zależy od częstotliwości , ale wydaje się, że na dolnym końcu krótkiej próbie GRB (patrz np Wanderman et al 2015 )
Ale ponieważ niepewność są duże, zdarzenie, czy prawdziwe, może być niezwykły, jak również.

Obserwacja INTEGRAL, niewykrycie, oznaczałaby znacznie bardziej miękki (być może nietypowy dla krótkiego GRB) lub / i słabszy impuls, być może niekompatybilny nawet z bardzo niepewnymi danymi Fermi / GBM .

Czas trwania tego możliwego GRB, prawdopodobnie związanego ze zdarzeniem GW, jest łatwą częścią i wynosi około 1 s, typowy dla krótkiego GRB ( Kouveliotou i in. 1993 ).

Włodzimierz Sawczenko
źródło
1
Czy możesz podać linki do cytowanych artykułów?
RichS
Dodałem linki w odpowiedzi, dobra sugestia, dzięki! Ale w zasadzie można znaleźć publicznie dostępne artykuły astrofizyczne o imieniu i roku z kilkoma usługami, zwłaszcza arXiv / astro-ph i ADS .
Volodymyr Savchenko