Как гамма-всплеск, произошедший при слиянии двух черных дыр, отличается от других гамма-всплесков?

Гамма-всплеск был обнаружен через 0,4 секунды после гравитационно-волнового события GW150914 , вызванного слиянием черных дыр, и произошел в той же части неба. Неизвестно, был ли гамма-всплеск связан со слиянием черных дыр . Вероятность совпадения гамма-всплесков (или просто фонового шума) составляет 0,22%. Это подразумевает вероятность 99,78%, что слияние черных дыр было связано с GRB. Более поздний анализ показывает, что гамма-всплеск был просто фоновым событием, которое произошло в том же месте на небе всего через 0,4 секунды после слияния черных дыр и, следовательно, не связано.

Хотя от GRB могут исходить релятивистские струи в противоположных направлениях, исследования «исключают возможность того, что это событие связано со значительным гамма-излучением, направленным на наблюдателя». Я интерпретирую это так, что этот гамма-всплеск не имел релятивистских струй, а был всенаправленным. (Не знаю, как астрономы пришли к такому выводу.)

В любом случае, было ли это совпадением или нет, я спрашиваю о том, как выходная энергия этого GRB сравнивается с другими GRB. В статье в Википедии по ссылке говорится, что «энергетическое излучение в виде гамма-лучей и жесткого рентгеновского излучения в результате этого события составило менее одной миллионной части энергии, испускаемой в виде гравитационных волн».

Сколько энергии излучает типичный гамма-всплеск? Каков был спектральный разброс типичного гамма-всплеска? За какое время типичный гамма-всплеск излучает эту энергию? (Сколько секунд?)

Как уровни энергии, спектры и продолжительность других гамма-всплесков соотносятся с гамма-всплесками, связанными со слиянием черных дыр?

Если он похож на другие гамма-всплески, это подтверждает гипотезу о том, что этот гамма-всплеск был просто случайным событием почти в то же время и в том же месте на небе.

Если этот гамма-всплеск имеет другие выбросы энергии и продолжительность времени, чем другие гамма-всплески, это подтверждает гипотезу, что он действительно связан со слиянием черных дыр.

При ответе указывайте данные, цитаты или цитаты из оригинальных исследований. Я не ищу неподтвержденных спекуляций, а реальный анализ, подкрепленный реальными данными.

Ответы (1)

Интерпретация, которую вы предлагаете во втором абзаце, неверна. Оно и понятно, так как в литературе идет дискуссия — разные работы приходят к потенциально противоречивым выводам .

«Исключение возможности того, что событие связано со значительным гамма-излучением, направленным на наблюдателя», просто означает, что наблюдаемый гамма-всплеск не обнаружен, намекая на то, что первоначальное обнаружение может быть вызвано инструментальным фоном : у каждого детектора есть свой инструментальный фон. , все достаточно чувствительные приборы должны видеть только реальные события.

В принципе, всегда возможно, что слияние породило лучевое излучение, направленное куда-то еще. Ни один инструмент не должен был видеть это напрямую, и нет простого способа узнать, произошло ли это.

Этот верхний предел получен в результате наблюдения другого спутника (INTEGRAL/SPI-ACS, Савченко и др., 2016 г.), а не первоначального обнаружения (Fermi/GBM, Connaughton и др., 2016 г. ). Кроме того, альтернативный анализ данных Fermi/GBM ( Greiner et al 2016 ) показал, что в данных GBM нельзя найти никаких событий — по их мнению, это были какие-то фоновые флуктуации .

Прямо сейчас команды, сообщившие об этих противоречивых результатах, работают вместе, пытаясь составить непротиворечивую картину, которая, в принципе, может быть гамма-всплеском с теми или иными свойствами, связанными с GW150914, несвязанным гамма-всплеском с некоторыми свойствами или никакого обнаружения . Эта работа сосредоточена на перекрестной калибровке и сравнении инструментов, а также помогает избежать подобных неопределенностей в будущем.

Можно попытаться охарактеризовать спектральные свойства этого события, следуя подходу оригинальной группы Fermi/GBM. Но, к сожалению, измерение оказалось в очень неудачных условиях для Fermi/GBM (в плохом направлении). Вот почему сигнал был очень слабым (ниже того, что обычно сообщается для реального гамма-всплеска, хотя недавно были предприняты попытки снизить эти пороги, см. Гольдштейн и др., 2017 ), а спектральные характеристики нечеткие . Некоторые подробности можно найти в Veres et al 2016 . С такими большими неопределенностями спектр совместим со спектром известных коротких гамма-всплесков.

Оценка светимости зависит от спектра , но кажется, что она находится в нижней части короткой выборки гамма-всплесков (см., например , Вандерман и др., 2015 )
. Но из-за больших неопределенностей событие, если оно реально, также может быть необычным.

Наблюдение с помощью ИНТЕГРАЛа, без регистрации, подразумевало бы гораздо более мягкий (возможно, необычный для короткого гамма-всплеска) или/и более слабый всплеск, возможно, несовместимый даже с очень ненадежными данными Fermi/GBM .

Продолжительность этого возможного гамма-всплеска, возможно, связанного с событием GW, является легкой частью и составляет около 1 с, что типично для короткого гамма- всплеска ( Kouveliotou et al 1993 ).

Можете ли вы дать ссылки на статьи, которые вы цитируете?
Я добавил ссылки в ответ, хорошее предложение, спасибо! Но в принципе, вы можете найти общедоступные астрофизические статьи с именем и годом с помощью нескольких сервисов, особенно arXiv/astro-ph и ADS .