GRB 970228

GRB 970228[3] был обнаружен 28 февраля 1997 года в 02:58 UTC монитором гамма-всплесков (Gamma-Ray Burst Monitor, GRBM) и одной из широкоугольных камер (Wide Field Camera, WFC) на борту BeppoSAX[5][6], итальянско-голландского спутника, предназначенного для изучения рентгеновского излучения[7] В течение нескольких часов группа аналитиков проекта BeppoSAX определила координаты всплеска с точностью до 3 угловых минут[6]. Всплеск был также обнаружен космическим аппаратом Улисс[8].

Всплеск произошёл в точке с координатами 05^ч 01^м 46.7^с, +11° 46′ 53.0″[9] и длился около 80 секунд с несколькими максимумами на кривой яркости[10], которые, возможно, объясняются прецессией источника[11].

В 1993 году, Богдан Пачиньскийи Джеймс Роадс опубликовали статью, в которой высказали предположение, что вещество источника, выброшенное с околосветовыми скоростями, формирует ударную волну, которая взаимодействует с магнитными полями, вызывая длительное синхротронное излучение в диапазоне радиочастот[12]. Позднее Джонатан Катц пришёл к выводу, что диапазон излучения не ограничивается радиоволнами и простирается в область рентгеновских лучей, включая видимый свет[13].

Узкоугольные детекторы BeppoSAX начали исследовать область возникновения GRB 970228 через 8 часов после его обнаружения[10]. В течение нескольких дней было обнаружено кратковременное рентгеновское излучение, спадавшее по степенному закону. Это было первое наблюдение эффекта послесвечения в истории исследования гамма-всплесков[6]. Степенной закон падения интенсивности излучения в настоящее время считается характерным признаком послесвечения гамма-всплесков, хотя показатель степени отличается для различных всплесков и различных стадий процесса[14].

Оптические снимки в точке GRB 970228 сделаны 1 и 8 марта телескопами Уильям Гершель и Исаак Ньютон. При сравнении снимков обнаружился объект, яркость которого уменьшилась и в видимом, и в инфракрасном диапазонах[9]. Это явление было интерпретировано как оптическое послесвечение гамма-всплеска[2]. Во время открытия гамма-всплесков считалось, что их излучение изотропно. Послесвечение всплеска GRB 970228, а также всплесков GRB 970508 и GRB 971214 показали, что излучение гамма-всплеска представляет собой узкий коллимированный луч. Это открытие заставило снизить оценку полной энергии всплеска на несколько порядков[15].

Эволюция массивной звезды: сверхновая, превращение в чёрную дыру, гамма-всплеск

Дэниэл Рейхарт из Чикагского университета и Титус Галама из Амстердамского университета независимо проанализировали оптическую кривую GRB 970228 и пришли к выводу, что гамма-всплеску в течение нескольких недель предшествовал взрыв сверхновой[16][17].

Галама обнаружил, что скорость падения светимости изменялась со временем. Наиболее медленно она падала 6—7 марта. Он пришёл к выводу, что на ранних стадиях светимость объекта определялась собственно всплеском, а в дальнейшем — находящейся в той же точке сверхновой типа Ic[18]. Рейхарт отметил, что на поздних стадиях спектр послесвечения сместился в красную область, что противоречило принятой в то время модели механизма излучения гамма-всплеска. Он также обнаружил, что сходное изменение спектра наблюдалось у GRB 980326[17], которая согласно предположению Джошуа Блума[19] тоже была связана со сверхновой.

Альтернативное объяснение особенностей яркостных кривых GRB 970228 и GRB 980326 состоит в отражении света от космической пыли. Хотя для GRB 980236 не хватало данных, чтобы проверить эту гипотезу, Рейхарт показал, что особенности яркостной кривой GRB 970228 могли быть вызваны только сверхновой[20]. Решающий аргумент в пользу связи гамма-всплесков со сверхновыми был найден в спектре GRB 020813[21] и послесвечении GRB 030329[22]. Однако наличие сверхновой становится очевидной только через несколько недель после гамма-всплеска, оставляя вероятность того, что особенности яркостной кривой вызваны отражением от пыли[23].

В ночь с 12 на 13 марта 1997 года Йорг Мельник исследовал область GRB 970228 с помощью телескопа Нью Технолоджи и обнаружил в этом месте слабую туманность, по всей видимости, удалённую галактику. Хотя существовала вероятность, что гамма-всплеск не был связан с этой галактикой, точное совпадение координат галактики и гамма-всплеска, свидетельствовал о том, что источник гамма-всплеска находился за пределами Млечного пути[24]. В дальнейшем локализация за пределами нашей галактики была доказана для GRB 970508, когда впервые было измерено красное смещение для гамма-всплеска[25].

Послесвечение располагалось на небольшом расстоянии от центра галактики, что свидетельствовало о том, что всплеск произошёл в активном ядре. В дальнейшем было измерено красное смещение галактики, которое оказалось равным z = 0.695[2], что соответствовало расстоянию 8,1⋅10⁹ св. лет[1]. Полная энергия всплеска, исходя из предположения об изотропности излучения, составляет 5,2⋅10⁴⁴ Дж[26].

• Gamma-ray Burst 970228
• BeppoSAX follow-up observations of the region of the Gamma-ray burst GRB 970228