1 / 23

Gamma-ray bursts

Gamma-ray bursts. Opdagelsen. 7/10 1963: NTBT vedtages af USSR, UK og USA. 2/7 1967: Første gamma-glimt detekteres 1973: Publicering af observationer. Bølgelængder hurtigt. Spektrum. Ikke termisk: Synkrotron stråling eller invers compton proces. Fænomenologisk fit:. ”Break energy”:.

kovit
Download Presentation

Gamma-ray bursts

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Gamma-ray bursts

  2. Opdagelsen • 7/10 1963: NTBT vedtages af USSR, UK og USA. • 2/7 1967: Første gamma-glimt detekteres • 1973: Publicering af observationer

  3. Bølgelængder hurtigt

  4. Spektrum • Ikke termisk: • Synkrotron stråling eller invers compton proces. • Fænomenologisk fit: • ”Break energy”:

  5. Break energy: (svarende til gamma stråling)

  6. Quasi termisk emission? • Kombination af termisk og ikke-termisk spektrum. → Bedre overensstemmelse med observationer. [F. Ryde, 2004:] Fænomenologisk fit: Hybrid model

  7. Opdeling efter lyskurver … er meget svært.

  8. T90: Tid når 90% af tællinger er detekteret. • T90 > 2 s: Lange udbrud • T90 < 2 s: Korte udbrud ”soft” ”hard” Median varighed : 0,3 s Median varighed : 20 s Gennemsnitlig energi: 220 keV Gennemsnitlig energi: 360 keV

  9. Hardness-duration korrelation

  10. Tidsmæssig struktur • 80% består af pulser: • Puls-bredde • Intern separation • Lyskurven er en FRED (fast-rise exponential decay) • Udbrud: • 0,1-100 s

  11. Afterglow • Røntgen • Første og stærkeste signal efter prompt emission • Aftager hurtigst: • Optisk og infrarødt • Varer længere (~ uger): (med store variationer på α) • Intet optisk afterglow: Dark GRB • Radio-bølger • Varer længst (op til flere år)

  12. Venn-diagram over afterglow Data fra Gamma-ray Burst Online Index: http://lyra.berkeley.edu/grbox/grbox.php

  13. Vært-galakser • Svage, • Rødforskudte → meget fjerne • Sandsynlighed for at finde en GRB prop. med lysstyrken af galaksen • Aktiv stjernedannelse [Fynbo et al. 2002] GRB 060614 havde udbrud den 14/6 2006, langt udbrud, men uden spor af supernova. Kaldes ”hybrid burst”

  14. Fordeling af GRB’s

  15. Sammenhæng med supernovaer Samme energi skala: 25/4 1998 Første indikation: SN 1998bw og GRB 980425 observeret i udbrud samme tid og sted af: • BeppoSAX • BATSE • Mere!!

  16. Sene røde bump 25/4 1998 → ”Rødt bump” observeres i afterglow for GRB 980326 • passer med SN 1998bw ved z~1 • 10-100 dage efter udbrud 21/11 2001 ↓ ”Rødt bump” observeres i afterglow for GRB 011121 • rødforskydning ved spektroskopi z=0,36 • 13-78 dage efter udbrud

  17. Det røde bump [Filippenko 1997] Kurve markeret Ib, er et gennemsnit af SN Ib og SN Ic.

  18. Sidste led: Spektrum afslører supernova 29/3 2003 6 dage efter sit udbrud viser GRB 030329 en underliggende supernova SN2003dh i sit spektrum. SN 1998bw og SN2003dh har sammenlignelige spektre: LY 130 LY

  19. Korte udbrud Først observation med identificeret værts-galakse: GRB 050509b • Lysstærk, elliptisk galakse med z ~ 0,2248, tilsyneladende ikke stjerne-dannende • Ingen målt karakteristik af supernova • Forklares ved sammensmeltningen af to kompakte objekter [Bloom et el. 2006] • Brug for flere observationer: • Swift Gamma-Ray Burst Mission • Opsendt 20/11 2004 (fungerede fra 1/2 2005) • Over 400 GRB’s er nu detekteret: • 90% med røntgen afterglow • 50% med optisk afterglow Bred enighed om at de korte udbrud stammer fra sammensmeltning af NS-NS eller SH-NS

  20. GRB model: bestanddele • Relativistisk bevægelse • Afterglow udvider sig til ~1017 cm 2 uger efter udbrud → relativistisk ekspansion → relativistisk beaming: vi ser af kilden • ”Dissipation”: kollisionsløse shock, eksterne og interne. • Synkrotron stråling fra relativistiske elektroner • Udstråling i jets • Udstrålet energi svarer til pludselig tilgængelig masse på 0,1 → kompakt objekt dannes • For lange udbrud: sammenhæng med supernovaer

  21. Relativistiske jets • Simuleringer udført for massive Wolf-Rayet stjerner [Zhang og Woosley 2004] • Jet bryder igennem overfladen ved t=12 s • Kan skabe GRB, når orientering af jets ikke varierer for meget. • Foreslår at XRF’s kommer af samme fænomen som GRB’s Stjerne: 15 He-stjerne →

  22. Modeller • Pulsar model [Usov, 1992] • Hurtigt roterende, stærkt magnetiseret NS (f.eks. perioder på 1 ms) • Mister rotationel kinetisk energi på sekunder som en slags pulsar • Rotationel + magnetisk energi • Rotating black hole [Blandford-Znajek mekanisme, 1977] • Rotationel energi udvindes af sort hul via magnetisk felt • Collapsar model • Jernkerne i roterende massiv stjerne kollapser til sort hul (supernova Type Ib/Ic) • Indfalds-disk på ~0,1 dannes. • Indfald fra disk på sort hul ~ flere sekunder • Jets langs rotationsakse for indfalds-disk ~10s • Supranova model • Supermassiv NS kollapser (ikke nok centrifugal kraft til at modstå det gravitationelle tryk) • Forskellig fra supernova: • Indeholder ikke rødt bump • Jets skal ikke bryde igennem stjernens ydre lag • Supernova ER sprunget måneder forinden • Merging neutron stars • Indfalds-disk ~0,1 (ved simuleringer) • Millisecond magnetar model

  23. http://owww.phys.au.dk/~jcd/explosion/ott09/movies/m15b6_nu_bp8_11_o3pt14_rmax-test.mpeghttp://owww.phys.au.dk/~jcd/explosion/ott09/movies/m15b6_nu_bp8_11_o3pt14_rmax-test.mpeg

More Related