WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 12 |

Исследование космических гамма-всплесков по данным телескопа сигма обсерватории гранат. поиск далеких скоплений галактик.

-- [ Страница 4 ] --

Несмотря на большую геометрическую площадь (площадь каждого из четырех блоков кристаллов составляет 2400 см2, см. главу 1), чувствительность антисовпадательной защиты в качестве детектора космических гамма-всплесков оказывается очень низкой. Это происходит из-за того, что блоки кристаллов окружены пассивной защитой, а также из-за очень высокого фона, который составляет 104 отсч./с. Кроме того, всплески наблюдаются в очень жестком диапазоне энергий, нижняя граница которого составляет 250 кэВ, в котором «типичный» всплеск дает уже очень мало фотонов. Диапазон энергий 0,25–2 МэВ, в котором можно наблюдать гамма-всплески при помощи антисовпадательной защиты, полностью перекрывается прибором ФЕБУС на борту обсерватории «Гранат», который имеет лучшую чувствительность. Данные антисовпадательной защиты телескопа СИГМА будут использованы для проверки данных этого прибора и улучшения его калибровки.

32 НАБЛЮДЕНИЯ ВСПЛЕСКОВ АКТИВНОЙ ЗАЩИТОЙ

количество всплесков Скорость счета, 103 отсч./с Рис. 3.3. Временные истории некоторых космических гамма-всплесков, зарегистрированных антисовпадательной защитой телескопа СИГМА. Время отсчитывается от начала записи данных.

Список литературы к первой части Буренин Р. А., Вихлинин А. А., Терехов О. В., Ткаченко А. Ю., Сазонов С. Ю., Гильфанов М. Р., Чуразов Е. М., Сюняев Р. А. и др. // Письма в Астрон. журн., 1999, т. 25, с. 483.

Буренин Р. А., Терехов О. В., Сюняев Р. А., Дьячков А. В., Хавенсон Н. Г., Новиков Б. С., Церенин И. Д., Суханов К. М.,Голдони П., Кларе А., Голдвурм А., Поль Ж., Пелаез Ф., Журден Е., Рок Ж.-П., Ведренн Г. // Письма в Астрон. журн., 2000, т. 26, с. 483.

Голдвурм и др. (Goldwurm A., Gaertner S., Churazov E., Gilfanov M.) // IAU Circ., 1994, Дезалей и др. (Dezalay J.-P., Barat C., Talon R., Sunyaev R., Terekhov O., Kuznetsov A.) // 1th Huntsville Gamma-Ray Bursts Symp. (ed. Paciesas W. S., Fishman G. J.) New York :

AIP Conf. Proc., 1991, p. 265.

Дезалей и др. (Dezalay J.-P., Lestrade, J. P., Barat C., Talon R., Sunyaev R., Terekhov O., Kuznetsov A.) // Astrophys. J.(Letters)., 1996, v. 471, L27.

Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. // Строение и эволюция Вселенной, М.: Наука, 1975, с. 87.

Кларе и др. (Claret A., Lebrun F., Laurent P., Leray J. P.) // Astron. Astrophys., 1994а, v. 282, p. 1034.

Кларе и др. (Claret A., Lebrun F., Paul J. et al.) // Astron. Astrophys., 1994б, v. 287, p. 824.

Коувелиотоу и др. (Kouveliotou C., Meegan C. A., Fishman G. J., Bhat N. P., Briggs M. S., Koshut T. M., Paciesas W. S., Pendleton G. N.) // Astrophys. J.(Letters)., 1993, v. 413, L101.

Миган и др. (Meegan C.A., Pendleton G.N., Briggs M. S. et al.) // Astrophys. J. Suppl. Ser., 1996, v. 106, p. 65.

Норрис и др. (Norris J. P., Nemiroff R. J., Bonnell J. T., Scargle J. D., Kouveliotou C., Paciesas W. S., Meegan C. A., Fishman G. J.) // Astrophys. J., v. 459, p. 393.

Сазонов и др. (Sazonov S. Yu., Sunyaev R. A., Terekhov O. V., Lund N., Brandt S., CastroTirado A. J.) // Astron. Astrophys. Suppl. Ser., 1998, v. 129, p. 1.

Сюняев и др. (Sunyaev R. A., Gilfanov M. R., Churazov E. M., Terekhov O. V., Dyachkov A. V., Khavenson N. G. et al.) // Astrophys. J., 1993, v. 402, p. 579.

Терехов и др. (Terekhov O. V., Kuznetsov A. V., Barat K., Vedrenn Z., Niel’ M.) // Scientific instrumentation for space studies (A89-14726 03-19). Moscow: Izdatel’stvo Nauka, 1987, Терехов О. В., Лобачев В. А., Денисенко Д. В. и др. // Письма в Астрон. журн., 1993, т. 19, с. 686.

Терехов О. В., Денисенко Д. В., Лобачев В. А. и др. // Письма в Астрон. журн., 1994, т. 20, с. 323.

Терехов О. В., Денисенко Д. В., Лобачев В. А. и др.) // Письма в Астрон. журн., 1995, т. 21, с. 83.

Терехов О. В., Кузмин А. Г., Сюняев Р. А., Ткаченко А. Ю., Денисенко Д. В. и др. // Письма в Астрон. журн., 1996, т. 22, с. 403.

Ткаченко А. Ю., Терехов О. В., Сюняев Р. А. и др.) // Письма в Астрон. журн., 1998, т. 24, с. 833.

Поль и др. (Paul J., Mandrou P., Ballet J. et al.) // Adv. Space Res., 1991, v. 11, p. 289.

Фишман, Миган (Fishman G. J., Meegan C. A.) // Ann. Rev. Astron. Astrophys., 1995, v. 33, p. 415.

Ранние послесвечения гамма-всплесков Введение Ниже дано краткое описание модели релятивистского огненного шара, которая используется в этой главе для сравнения с экспериментальными данными.

В последнее время опубликованы хорошие обзоры, посвященные этой модели (Пиран, 1999; Постнов, 1999), в которых дано более подробное ее описание и приведена полная библиография. Отметим также интересную лекцию Блинникова (1999), опубликованную в виде препринта.

Важным событием в исследовании космических гамма-всплесков явилось открытие их рентгеновских, оптических и радио- послесвечений, регистрируемых на временных масштабах от дней до месяцев. Такие наблюдения стали возможными благодаря быстрым и точным локализациям гамма-всплесков, выполненных приборами обсерватории BeppoSAX. В настоящее время большая часть таких областей локализации получается методом триангуляции в результате наблюдений Межпланетной сети, состоящей из российского прибора КОНУС, установленного на космическом аппарате WIND, и детекторов на борту космических аппаратов Ulysses и NEAR.

К настоящему времени затухающие оптические источники обнаружены в областях локализации около двадцати гамма-всплесков. Примерно для пятнадцати из них удалось при помощи оптических наблюдений напрямую измерить красные смещения их источников, которые оказались в пределах от z 0,4 до 3,5. Если источники гамма-всплесков излучают изотропно, такие расстояния соответствуют энерговыделению 1052 – 3 1054 эрг. С другой стороны, наблюдаемая переменность излучения гамма-всплесков на малых временных масштабах дает оценку размера излучающей области c t 300 км для покоящегося источника. При такой огромной плотности излучения с большим количеством жестких фотонов h 511 кэВ должны были бы родиться электрон-позитронные пары, которые сделали бы излучающую область оптически толстой. Из-за давления излучения огненный шар должен был бы начать расширяться с релятивистской скоростью и излучение смогло бы полностью выйти из него только после аннигиляции электрон-позитронных пар. При этом, спектр этого излучения должен был бы быть тепловым, что противоречит наблюдениям. В этом состоит «проблема компактности» источников гамма-всплесков.

Проблема компактности может быть решена, если излучающая оболочка разлетается с ультрарелятивистской скоростью. В этом случае наблюдатель может видеть только малую часть оболочки, в пределах конуса с углом раствора 1 ­, где ­ — гамма-фактор движения оболочки, поэтому оценка радиуса оболочки должна быть увеличена на множитель ­ 2 по сравнению с нерелятивистским случаем (Рыбики, Лайтман, 1979, задача 4.1). Кроме того, из-за эффекта Доплера, энергия гамма-квантов в системе покоя источника должна быть меньше наблюдаемой на множитель ­ и в источнике должно быть меньше гамма-квантов с энергией h 511 кэВ. Для того, чтобы разрешить проблему компактности требуется гамма-фактор ­ 100.

Наиболее популярной в настоящее время является модель релятивистского

40 РАННИЕ ПОСЛЕСВЕЧЕНИЯ ГАММА-ВСПЛЕСКОВ

огненного шара, в которой кинетическая энергия релятивистского потока вещества переходит в энергию гамма-фотонов посредством синхротронного излучения электронов, ускоренных в ударных волнах, которые образуются при взаимодействии различных частей потока между собой, а также при его взаимодействии с межзвездной средой — в т. н. «внутренних» и «внешних» ударных волнах. Быструю переменность излучения всплесков трудно описать излучением от внешней ударной волны, которая распространяется в межзвездной среде перед потоком. Действительно, легко видеть, что разница во времени прихода к наблюдателю импульсов излучения, которые тонкая оболочка излучает через вреt менной интервал (время измеряется в системе отсчета наблюдателя), меньt ше этого интервала на множитель ­ 2. Таким образом, даже если t, она по порядку величины такая же, как и разница времен прихода гамма-квантов, которые испускаются одновременно разными частями оболочки (см. выше). Если же t t, задержка между этими импульсами еще меньше и они замываются из-за задержки между временами прихода излучения различных частей оболочки. Поэтому, одна тонкая излучающая оболочка может дать только один гладкий пик излучения независимо от того, каким образом меняется ее светимость во время движения, если она меняется примерно одинаково по всей поверхности, которая видна наблюдателю.

По этой причине для объяснения быстрой переменности излучения всплесков привлекают внутренние ударные волны, которые могут возникать при взаимодействии различных частей толстой оболочки, движущихся с различными скоростями, между собой (толщина оболочки в системе отсчета наблюдателя должна быть больше R ­ 2, где R — ее радиус). Однако, внутренние ударные волны не обеспечивают перевода существенной части энергии релятивистского потока в излучение и большая часть его кинетической энергии должна рассеиваться во внешних ударных волнах. Предполагается, что за послесвечение всплеска ответственна именно внешняя ударная волна, которая распространяется в межзвездной среде перед потоком.

Кинетическая энергия потока расходуется не только на то, чтобы разогнать собранную по пути межзвездную среду, но и на ее нагревание. Из соотношений на поверхности разрыва в ультрарелятивистской ударной волне (Блэндфорд, Макки, 1976) следует, что, проходя через нее, межзвездная среда нагревается так, что гамма-факторы хаотического движения частиц оказываются порядка гамма-фактора движения оболочки ­. Поэтому оболочка начинает тормозиться после того, как соберет на своем пути массу межзвездной среды, равную E ­0, где E — начальная энергия оболочки, а ­0 — начальный гамма-фактор ее движения. Когда собранная масса становится много больше этого значения, в задаче пропадает выделенный масштаб и движение становится автомодельным, причем оно зависит от величины E, а зависимость от ­0 теряется. Так как в этот момент v cи­ 1, знаменитое решение Седова еще неприменимо. Автомодельные решения задачи об ультрарелятивистском взрыве были получены Блэндфордом и Макки (1976). Когда движение оболочки становится лишь умеренно релятивистским, автомодельность пропадает, так как появляется масштаб скорости — скорость света c. При дальнейшем торможении, движение оболочки снова становится автомодельным (при этом v c, ­ 1) и описывается решением Седова. В случае анизотропного разлета оболочки, эта картина остается верной до тех пор, пока угол раствора конуса, в который она движется этого момента оболочка «не знает», что она несферическая.

Синхротронный спектр электронов, ускоренных ударной волной, состоит из степенных зависимостей с изломами на характерных частотах m, которая соответствует максимуму распределения электронов по энергиям, c, соответствующей таким энергиям электронов, выше которых становится существенно их радиационное охлаждение за время расширения. На эти частоты (меньшую из них) приходится максимум спектрального потока излучения F. Частота, ниже которой существенно синхротронное самопоглощение a всегда лежит в радиодиапазоне. В простейшей модели огненного шара предполагается, что в электронах и магнитном поле содержатся постоянные доли энергии вещества за фронтом ударной волны. Поэтому частоты m и c в этой модели зависят только от гамма-фактора движения оболочки. Частота c кроме того еще явно зависит от времени расширения.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 12 |
 


Похожие материалы:

« РОДИН Александр Евгеньевич ПРЕЦИЗИОННАЯ АСТРОМЕТРИЯ ПУЛЬСАРОВ В ПРИСУТСТВИИ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ШУМОВ Специальность 01.03.02 - астрофизика, радиоастрономия ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научные руководители – доктор технических наук Ю. П. Илясов, доктор физико-математических наук С. М. Копейкин Москва 2000 Содержание Введение 7 1 Пульсарная радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой 18 1.1 Алгоритм обработки РДБ-наблюдений . . . . . . ...»

« Абунин Артм Анатольевич ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОРБУШ-ЭФФЕКТОВ И ИХ СВЯЗЬ С СОЛНЕЧНЫМИ, МЕЖПЛАНЕТНЫМИ И ГЕОМАГНИТНЫМИ ВОЗМУЩЕНИЯМИ Специальность 01.03.03 – Физика Солнца Диссертация на соискание учной степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: кандидат физико-математических наук Белов А.В. Москва – 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение Глава 1. Обзор современного состояния исследований Форбуш-эффектов. Средства и методы изучения вариаций галактических космических лучей . ...»

«Куприянов Владимир Викторович Численно-экспериментальное исследование вращательной динамики спутников планет 01.03.01 – Астрометрия и небесная механика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель д. ф.-м. н. Шевченко Иван Иванович Санкт-Петербург – 2014 Оглавление Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Глава 1. Исторический обзор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1. Численное ...»

« Гожа Марина Львовна НАСЕЛЕНИЕ РАССЕЯННЫХ ЗВЕЗДНЫХ СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИКИ 01.03.02 – астрофизика и звездная астрономия Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор В.А. Марсаков Ростов-на-Дону – 2014 2 Оглавление Введение………………………………………………………………………………. 5 Глава 1. Неоднородность населения рассеянных звездных скоплений в Галактике…………………………………………………………………………. 20 1.1 ...»

«ЧАЗОВ Вадим Викторович РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО МЕТОДА ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЙ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ Диссертация на соискание учёной степени доктора физико-математических наук Специальность 01.03.01. Астрометрия и небесная механика Москва – 2012 Содержание 1 Содержание Предисловие 7 1 Постановка задачи 17 1.1 Стандартные соглашения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.1 Системы отсчёта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.1.2 ...»

« УДК 524.7;524.72-4 КАЙСИНА Елена Ивановна БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА ГАЛАКТИК МЕСТНОГО ОБЪЕМА (01.03.02 - Астрофизика и звездная астрономия) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук Научный руководитель: доктор физико–математических наук, профессор Караченцев И. Д. Нижний Архыз – 2014 2 Оглавление Введение Общая характеристика работы Актуальность Цели и задачи исследования Научная новизна Научная и практическая ценность работы Основные результаты ...»







 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.