SGR в нашей и соседних галактиках ( по результатам Konus-Wind и IPN)

1. SGR в нашей и соседних галактиках(по результатам Konus-Wind и IPN) D.Frederiks

2. Мягкие гамма-репитеры (SGR) • Наблюдениям мягких гамма-репитеров уже почти 30 лет, пока известны только 4 SGR (три в Галактике + один в БМО) • Периоды активности характерны испусканием коротких «повторных» всплесков жесткого рентгеновского и мягкого гамма-излучения (Q до 1041 erg) • В спокойном состоянии – быстро замедляющиеся рентгеновские пульсары с T~(5-8)s, L~1035-1036 erg s-1 • От трех из SGR наблюдалось по единственной (пока) гигантской вспышке с Q~1044-1046 erg, характерной мощным коротким жестким начальным импульсом и протяженным мягким пульсирующим хвостом

3. Гигантские вспышки в SGR икороткие жесткие гамма-всплески • Идея, что часть коротких жестких GRB – удаленные события, аналогичные вспышке 5 марта 1979 (Q~2x1046 erg), была высказана еще в начале 80-х (Mazets & Golenetskii 1981, Mazets et al. 1982) • 20 лет спустя – гигантская вспышка в SGR 1900+14 и «супервспышка»в SGR 1806-20 (Q~2x1046 erg) – оживление интереса к проблеме. • GF может наблюдаться как Short/Hard GRB с расстояния до 30-50 Mpc (Mazets et al. 2005, Hurley et al. 2005, Palmer et al. 2005, Terasawa et al. 2005, Mereghetti et al. 2005)

4. Гигантские вспышки икороткие жесткие гамма-всплески • Критериигигантской вспышки в SGR: - короткое (~150-300ms) одноимпульсное событие c быстрым нарастание интенсивности (5-25 ms) - жесткий спектр (Ep > 300 keV) - близость области локализации всплеска к регионам звездообразованияхост-галактики - энергетика, близкая к известным GF • Поиски GF в каталоге BATSE (Lazzati, Ghirlianda, and Ghisellini 2005, Lazatti et al. 2005, Popov&Stern 2006) исреди всплесков, локализованных IPN (Nakar et al. 2006, Ofek 2006) Результат – отсутствие очевидных кандидатов, верхний предел доли GF в выборке – от единиц до ~40 процентов. • Результаты последних лет: наблюдения исключительно ярких GRB 051103 и GRB 070201 – первых реальных кандидатов в гигантские вспышки от внегалактических SGR.

5. GRB 051103 - наблюдения • Зарегистрирован Konus-Wind в 09:25:43 UT (Golenetskii et al. GCN4197) • Короткое (~170ms ) одноимпульсное событие • Фронт ~4 ms • Пиковый счет ~1.5x105 s-1 самый яркий GRB на Konus-Wind за 11 лет наблюдений Frederiks et al. 2007

6. GRB 051103 - кривые блеска (Konus-Wind) • Острый короткий начальный пик • Квазиэкспоненциальное затуханиеτ~50ms • Наблюдаемая длительность ~170 ms • Длительность жесткого (>300 keV) излучения ~100ms Frederiks et al. 2007

7. GRB 051103 – спектры K-W Спектр 1 [0-64 ms] • =0.16(-0.15,+0.19) • = -2.9(-1.7,+0.5) • E0=1050(-200,+270) keV • Ep=2300±200 keV • 2=38/35 dof Frederiks et al. 2007

8. GRB 051103 – спектры K-W Спектр 2 [64-192 ms] • =0.43(-0.40,+0.34) • E0=220(-50,+70) keV • Ep=530±80 keV • 2=21/20 dof Frederiks et al. 2007

9. GRB051103 – локализация в IPN • Всплеск наблюдали Konus-Wind, HETE-2 (Fregate), Swift (BAT, вне FOV), RHESSI (PCA), Mars Odyssey (GRS & HEND) • Триангуляционный бокс (~120 sq. arcmin) IPN расположен вблизи группы галактик M81/M82,удаленной на ~3.6 Mpc (Golenetskii et al. GCN4197), M82 M81 Science and Telescope

10. GRB051103 – поиск транзиентов • MASTER(Lipunov et al. 4206) – наблюдения через 2 дняпосле события,нет OT до 18.5m. В качестве кандидата в host galaxy предложена PGC 028505 @80Mpc. • Tautenburg(Klose et al. GCN 4207) – в регионе PGC028505 нет OT до R=21 • Palomar P60 (Ofek et al. GCN 4208) - ОТ не наблюдался вбоксе IPN, М81 и М82(до R=20.5) • VLA (Cameron & Frail GCN 4266) – не наблюдал новых радиоисточников >1.5mJ Ofek et al. 2006

11. Области звездообразования в группе M81/M82 • M81 group – 6 main members with M/MΘ~108-1010 • Embedded into a huge HI cloud of M ~5x109 MΘ(Yun et al. 1999) • SF rate in four dwarf galaxies is established at (7.5x10-4 – 7.7x10-3) MΘ yr-1 (Makarova et al. 2002, HST) • Deep spectral survey (Sun et al. 2005) revealed widespread stellar population between the galaxies. • 177 Chandra X-ray sources >1037erg s-1 (Swartz et al. 2003), 14 of them fall within IPN box. VLA 21cm map: http://www.astro.umass.edu/myun

12. GRB 051103 – энергетика • По наблюдениям K-W полный потокв [18 keV–14 MeV]: S=(4.4±0.5)x10-5 erg cm2 • Пиковый поток (на шкале 2 ms): F=(2.8±0.3 )x10-3 erg cm2 s-1 Если источник в группе M81/M82 @ 3600 kpc : • Энерговыделение: Qiso=7x1046 erg • Пиковая светимость: Lmax iso=4x1048 erg s-1 Frederiks et al. 2007

13. GRB 070201 • Зарегистрирован Konus-Wind в 15:23:10.785 UT (Golenetskii et al. GCN 6088) • Длительность ~180 ms • Фронт ~20 ms • Макс. скорость счета до ~6x105 s-1, YABKWGRB

14. GRB 070201 –временные профили Konus-Wind • G1: 18-70 keV G2: 70-300 keV G3: 300-1180 keV • Явная и быстрая спектральная переменность • Длительность жесткого излучения ~80 ms • Возрастание относилельно мягкой компоненты (180-280 ms)

15. GRB 070201 – спектры Konus-Wind • Четыре спектра по 64ms • Диапазон 17 keV - 14 MeV • Нет эмиссии выше 2 MeV

16. GRB070201 – локализация в IPN • GRB наблюдали: Konus-Wind (2ms res), INTEGRAL SPI-ACS (50ms res), MESSENGER GRNS (1s res), Swift-BAT, in SAA, out the FOV • Трианг. кольцо Wind-INTEGRAL (Golenetskii et al. GCN6088) проходит черезспиральные рукава M31 (Perley & Bloom, GCN6091) • Бокс Wind-INTEGRAL-MESSENGER 0.325 sq. deg (Hurley et al. GCN6103) расположенна ~1.1oот центра M31 • Уточненный бокс- 446 sq. arc min в ~1oот центра M31 GALEX synthesized M31 UV image (Thilker et al. 2005)

17. GRB070201 – Environment • В бокс попадают 22 рентг. источника из XMM-Newton M31 survey (Pietsch et al. 2005): 14 из них - “hard” со светимостями в диапазоне 0.2-10 keV на уровне ~ 2x1035 – 2.5x1036 erg s-1,шесть,присутсвуют в каталоге ROSAT(Supper et al. 1997, 2001) • Ofek et al. arXiv:0712.3585 • LIGO(Abbott, B. et al. arXiv:0711.1163) GALEX synthesized M31 UV image (Thilker et al. 2005)

18. GRB070201 – энергетика • Полный поток в интервале [20 keV–1.2 MeV]: S=2.00(-0.26+0.10)x10-5 erg cm2 • Пиковый поток на шкале 2-ms: F=1.64(-0.50+0.29)x10-3 erg cm2 s-1 Если источник находится в M31 @780 kpc : • Полное энерговыделение: Qiso=1.5x1045 erg • Пиковая светимость: Lmax iso=1.2x1047 erg s-1

19. GRB070201 – поиск «хвоста» Хвост вспышки от SGR 1806-20 27 декабря 2004: • Мягкий спектр (Eo ~30 keV) • Nav ~4x104 s-1 • D ~ 15 kpc Ожидаем для K-W G1(18-70 keV): • M31 (780 kpc) : Nav ~ 15 s-1 • M81 (3600 kpc) : Nav ~ 0.7 s-1 • K-W G1 bg rate ~ 1100 s-1 Konus-Wind 041227 lightcurve

20. GRB070201 – фоновые данные K-W • Шкала 94.2 s (32x2.944 s) (2.944 s GRB bin excluded) • Обнаружено превышение фона на уровне 4.3σв первом после всплеска бине окна G1(18-70 keV), вG2(70-300 keV) превышения нет – спектр мягкий • ΔN = 1385±320 counts St = 7x10-7 erg cm-2 Qt ≈ 7x1043 erg at 780 kpc (1.2-4)x1044 erg for known SGR GFtails

21. Conclusions • Оба всплеска – одноимпульсные короткие (150-200ms) события с резким передним фронтом и жестким энергетическим спектром • Боксы локализации событий перекрывают области звездообразования больших спиральных галактик • Оба GRB уникальны по яркости, но энергетика источников, расположенных в данных галактиках была бы близка к энергетике начальных импульсов гигантских вспышек известных SGR • Всплеск GRB 070201 имеет рентгеновское послесвечение длительностью ~100s, с энергетикой, близкой к хвостам гигантских вспышек известных SGR

22. Гигантские вспышкивгалактических ивнегалактичеких SGRs • 790305, 070201 - Mazets et al. 2007* • 980827 - Mazets et al. 1999, Tanaka et al. 2007 • 041227 - Frederiks et al. 2007a • 051103 - Frederiks et al. 2007b

23. 051103 - Frederiks et al. 2007 • 070201 - Mazets et al. arXiv:0712.1502 С Новым Годом!