Статья "Orphan optical flare as SOSS emission afterglow, localization in time (Локализация во времени: Всплеск сирота как SOSS -послесвечение.)" принята к печати в Журнале Королевского английского астрономического общества MNRAS. Первые 8 авторов из команды МАСТЕР МГУ.
Статья была послана 27 февраля 2022 и принята в печати в лучших астрофизических журналах.
В этой статье нам удалось обнаружить "сироту" на стадии роста!
Телескоп-робот МАСТЕР, расположенный в Аргентине смог однаружить новый тип
объектов - растущие сироты Вселенной : очевидно это
новый подкласс объектов, который можно назвать "Беспризорниками Вселенной"!.
Прощальный
SOS
и бедные сироты нашей Вселенной.
Эту
работу мы посвятили нашему другу и
соавтору Виктору Геральдовичу Корнилову,
ушедшему в том самом мае когда
мы нашли всплеск-сироту.
Когда-то, в начале нулевых годов, наш телескоп-робот МАСТЕР
I
стоял
в посёлке Востряково Домодедовского района. В сущности, это бывшая деревня в 2 километрах от Аэропорта где жил
наш товарищ и соавтор Александр Крылов - ныне кандидат наук. Время это было серое, безденежное и самое
неперспективное для эксперимента, тем более такого, который бы не уступал
ведущим разработкам западных ученых. Но, к тому времени Саша Крылов построил
здание любительской обсерватории. И на нашем жизненном пути появился
сравнительно богатый бизнесмен - Сергей Михайлович Бодров. который и купил
нам самую большую в мире камеру и финансировал создание первого настоящего робота-телескопа
России. А мне удалось увлечь Виктора
Геральдовича Корнилова
- моего однокурсника, товарища и настоящего экспериментатора нашей астрономии.
Это было время, когда в России практически не было профессиональных цифровых
камер - этих астрономических глаз 21-го века, а я обожаю такие задачи когда
кажется что всё и все - против.
Часто
стоя у окна, рассматривая безрадостный пейзаж разрухи 90-х годов, мы мечтали о
том как бы сделать такое открытие, которое
с руками вырвал у нас любой журнал мирового уровня. Я даже сформулировал
важнейшие нерешённые человечеством
наблюдательные задачи без которых невозможно построить правильную
картину образования быстровращающихся чёрных дыр во Вселенной. Я был уверен,
что гамма-всплески - самые мощные электромагнитные взрывы - явление возникающее
в момент рождения быстровращающихся чёрных дыр на другом конце Вселенной. Две
задачи лежали на поверхности: это открытие поляризации собственного (то есть
синхронного с гамма) оптического излучения и вторая
- это попытка увидеть образование чёрной дыры прямо сразу в видимом
свете - без всякого гамма-излучения, телескопом любительского уровня. Конечно,
это должен быть телескоп волшебный - он должен думать, знать и уметь читать
звёздное небо.
Так осенью 2002 г. под Москвой
началась эта история. Первую задачу мы решили
через 14 лет с помощью канарского робота МАСТЕР II. Мир впервые увидел, что жерло
самой мощной пушки во Вселенной образовано
магнитным полем порождённым в процессе коллапса умирающей звезды-матери.
А вот вторая задача оказалась технически намного сложнее и напоминала русскую
сказку: поди туда - не знаю куда и
принеси то - не знаю что. Ну, точнее - через 15 лет мы уже примерно знали что
ищем. Мы сами расшифровали крик последней надежды звезды о помощи, которая
навсегда покидает нашу Вселенную. Дело в
том, что за прошедшие 20 лет Глобальная сеть МАСТЕР МГУ стала мировым лидером
ранних и синхронных наблюдений гамма-всплесков и открыли особую формулу,
которой описывается шифр послания. Этот
световой всплеск-послание мы назвали
SOS-излучением,
которое подчиняется законам распространения релятивистского точечного взрыва.
Вот его то мы и искали и нашли... в мае прошлого года. И мы не только соревновались с американским
стомилонодолларовым телескопом-роботом (проект Цвикки, Калифорнийского
технологического института), но даже умудрились снять первыми
"сироту-казанскую" .
4 мая 2021 г. в 05 часов 34 минуты 48 секунд UTC проект ZTF
обнаружил необычный оптический транзиент AT2021lfa/ZTF21aayokph с яркостью в красном фильтре
r
=18.6. При этом было установлено, что на снимках полученных на 2 дня раньше
объекта нет (Yao
et
al.
2021a). Последующие наблюдения на других
инструментах показали дальнейшее падение блеска, а на глубоком снимке на месте
ОТ была найдена хозяйская галактика с красным смещением z
= 1.063 (Yao
et
al.,2021b)
и рентгеновский транзиент с типичным потоком для рентгеновских послесвечений гамма-всплесков (Ho et al., 2021).
Однако мы увидели объект на три часа раньше! Как показывает
кривая блеска (Рис.1), яркость оптического транзиента на снимках МАСТЕР-OAFA
неуклонно растет с первых изображений, оставаясь ниже значения ZTF на их
первом кадре. Справедливость этого утверждения находится на уровне 7σ.
Следовательно, мы заключаем, что пиковая яркость находилась между последним
MASTER-кадром и первым ZTF-кадром.
Рисунок 2. Фото и кривая блеска объекта
AT2021lfa/ZTF21aayokph.
Красные точки - наблюдения МАСТЕР-OAFA (Аргентина). Зелёная - точка
открытие ZTF.
Такая
немонотонная гладкая форма кривой блеска указывает на то, что AT2021lfa является примером гамма-всплесков с плавным оптическим
автомодельным излучением (здесь SOS-подобные
гамма-всплески), впервые идентифицированных
командой МАСТЕР в 2017 г. SOS послесвечения гамма-всплесков описываются универсальной моделью,
которая позволяет по форме кривой блеска определить как время всплеска, так и
время пика. Модель может свидетельствовать о
синхротронной природе излучения, создаваемого ультрарелятивистской
ударной волной в сжатом межзвездном
газе или в звездном ветре
звезды-предка. Затухающий участок кривой блеска определяется временем остывания
релятивистских электронов и степенным
падением плотности среды. Такое излучение SOS практически не связано с собственным
оптическим излучением, которое возникает скорее всего в обратной ударной волне
внутри струи и как правило видна одновременно с гамма-излучением.
Связь с гамма-всплесками становится еще более
очевидной при использовании рентгеновских данных обсерватории им. Нейла Гехреля
"Свифт". Поток в потоке 0,3-10 кэВ составил 2,3▪10-13
эрг/см2/с через 1 день после обнаружения ZTF, что соответствует светимости
1,9▪1045 эрг/с при z=1,0632.
Используя эту оценку, мы можем рассчитать плотность потока мгновенного
гамма-излучения транзиента, если бы это был гамма-всплеск. Предполагая, что
наблюдения Swift-XRT проводились примерно через сутки после вспышки, получаем
следующее значение Eγ,iso > 1051 эрг. Сравнение рентгеновского
спектра AT2021lfa согласуется с
ожидаемыми значениями согласно стандартной теории послесвечения. Таким образом,
можно предположить, что наблюдаемый рентгеновский транзиент напоминает
гамма-всплеск на поздних стадиях послесвечения.
Чтобы
исключить возможность того, что этот транзиент является типичным длинным
гамма-всплеском, который по каким-то причинам не был автоматически обнаружен
гамма-телескопами, был проведен поиск в каталоге всплесков Fermi/GBM, списке подпороговых триггеров, архиве Swift GRB и архиве GCN. Вблизи местонахождения AT2021lfa гамма-всплесков в течение найденного
периода времени обнаружено не было.
Однако
ни одна из космических обсерваторий - не обнаружила гамма-всплеск в районе
найденного нами момента начала взрыва. С точки зрения наблюдений это явление и
есть Сирота.
Таким образом экспериментально и теоретически мы показали, что оптический
транзиент AT2021lfa представляет собой сиротский всплеск с рентгеновским
послесвечением, подобным гамма-всплескам, без наличия самого гамма-всплеска.
Это явление можно объяснить в рамках так называемой модели грязного огненного
шара с низким фактором Лоренца и недоразвитой струей. Более того, с помощью
модели SOS-излучения удалось найти момент взрыва. Подчеркнем, что впервые обнаруженный
в данном исследовании плавный немонотонный характер оптического SOS излучения гамма-всплесков, демонстрирует
автомодельный характер взрыва и перехода релятивистской ударной волны к
затуханию. Это плавное поведение может быть искажено в других случаях
неоднородностями во времени пролонгированного
процесса генерации джета.
Эту работу
мы посвятили нашему коллеге, товарищу и
принципиальному соавтору сети
МАСТЕР Виктору
Геральдовичу Корнилову, который скончался 1 мая 2021 года.
Другие новости
по теме:
Прощальный SOS коллапсирующей звезды:
Ну если не помочь, то хотя бы понять!
Открытие поляризации собственного
оптического излучения гамма-всплесков Глобальной сетью МАСТЕР
Обозрение "Физические явления на небесах" профессора В.М.Липунова.
