Длинный гамма-всплеск связали с аномально мощной гигантской вспышкой внегалактического магнитара

Известные нейтронные звезды на диаграмме «Период вращения–производная периода вращения». Положение потенциального молодого магнитара и его эволюционный путь показаны звездочкой и стрелкой, соответственно.

B.-B. Zhang et al. / arXiv, 2022

Длинный гамма-всплеск GRB 130310A может быть очень мощной гигантской вспышкой очень молодого магнитара, рожденного в ходе слияния нейтронных звезд. К такому выводу пришли астрономы, занимавшиеся анализом архивных данных космического телескопа Fermi. Препринт доступен на сайте arXiv.org.

Магнитары представляют собой изолированные нейтронные звезды со сверхсильными магнитными полями с напряженностями 1014–1015 гауссов. Части они используются для объяснения различных астрофизических процессов, в частности молодой миллисекундный магнитар может высвобождать энергию за счет замедления своего вращения и быть связанным с гамма-всплесками, сверхсветящимися сверхновыми (SLSNe) и быстрыми рентгеновскими транзиентами. В Млечном Пути наблюдались магнитары возрастом 103–104 лет, которые порождают гигантские вспышки (способные маскироваться под короткие гамма-всплески в близких галактиках), быстрые радиовсплески или повторяющиеся всплески мягкого гамма-излучения или жесткого рентгеновского излучения. 

Группа астрономов во главе с Биньбинь Чжаном (Binbin Zhang) из Школы астрономии и космических наук Университета Нанджунга сообщила об обнаружении гамма-всплеска GRB 130310A, который был интерпретирован как гигантская вспышка магнитара в относительно близкой эллиптической галактике g0927191-170053 со значением красного смещения z=0,0155. Он был открыт в ходе систематического поиска внегалактических гигантских вспышек магнитаров в архивах данных космического телескопа Fermi.

GRB 130310A был обнаружен 10 марта 2013 года и длился в общей сложности 4,2 секунды. В нем можно выделить два основных эпизода излучения: предвестник, длительностью 0,8 секунды, и основной всплеск, стартовавший через 3,8 секунды после начала гамма-всплеска и длившийся 1,3 секунды. Он представлял собой острый пик, за которым следовала серия беспорядочных перекрывающихся импульсов излучения. Такой профиль излучения, в целом, напоминает другие случаи наблюдений гигантских вспышек магнитаров.

Пиковая светимость GRB 130310A была примерно в тысячу раз больше, чем у любой типичной гигантской вспышки магнитаров, а на затухающей кривой блеска были обнаружены пульсации с периодом 80 миллисекунд. Если интерпретировать это значение как период вращения звезды и учесть напряженность магнитного поля в 1015,5 гауссов, что типично для молодого магнитара, то его возраст ограничен всего тремя неделями. Даже в случае учета неопределенности поля возраст нейтронной звезды будет находиться в диапазоне от 11 до 56 дней на момент всплеска. 

Ученые предполагают, что гигантская вспышка магнитара вызвана не замедлением его вращения, а значительной диссипацией магнитной энергии в ранней фазе его жизни. Сам же магнитар, вероятно, родился в результате внеосевого слияния двух нейтронных звезд, при этом сверхновая типа Ic или SLSN исключается. 

Ранее мы рассказывали о том, как обсерватория «Чандра» обнаружила «двуличность» самого молодого магнитара Млечного Пути, а телескоп IXPE впервые измерил поляризацию излучения магнитара.

Александр Войтюк

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.