Спинары и центральная машина гамма-всплесков всех типов В.М.Липунов и Е.С.Горбовской ГАИШ, МГУ. - презентация

1 Спинары и центральная машина гамма-всплесков всех типов В.М.Липунов и Е.С.Горбовской ГАИШ, МГУ

2 Свидетельства продолжительной работы центральной машины гамма- всплесков ранние предвестники (до 200сек) удаленные рентгеновские вспышки

3 Предвестники Lazzati, D. Precursor activity in bright, long BATSE gamma-ray bursts. MNRAS 357, (2005).

4

5

6 Ренгтеновские вспышки Chincarini, G., et al., The First Survey of X-ray Flares from Gamma Ray Bursts Observed by Swift: Temporal Properties and Morphology. (astro-ph ) (2007).

7 И еще вспышки

8

9

10 История спинара Важность учета магнитовращательных эффектов в процессе коллапса впервые отмечалась в связи с проблемой энерговыделения и эволюции квазаров (Хойл и Фаулер, 1963; Озерной, 1966; Морисон, 1969; Озерной и Усов, 1973) и проблемой сброса оболочки сверхновых звезд (Бисноваты- Коган; 1971, LeBlance & Wilson 1970). В частности отмечалось, что коллапс звезды, обладающей значительным вращательным моментом, может сопровождаться образованием квазистатического объекта - спинара – равновесие которого поддерживается центробежными силами. Острайкер (1970) и Липунов (1983) предполагали существование маломассивных спинаров с околосолнечной массой. Ускорение и замедление спинаров в процессе аккреции подробно рассмотрено в работе Lipunov, Модель спинара, учитывающая релятивистские эффекты (включая исчезновение магнитного поля при образовании черной дыры) была построена в работе Lipunova G.V. (1997), где дан подробный обзор работ по теории спинаров и сделана попытка приложения модели спинара к явлению гамма-всплеска.

11 Спинары и гамма-всплески: Долговременная активность центральной машины была предсказана Lipunova, G.V. A burst of electromagnetic radiation from a collapsing magnetized star. Astronomy Letters 23, (1997). Lipunova, G.V. & Lipunov, V.M. Formation of a gravitationally bound object after binary neutron star merging and GRB phenomena. Astron. Astrophys. 329, L29-L32 (1998).

12 Спинар-парадигма

13 Гамма-всплески и сопутствующие события

14 Нестационарная псевдоньютоновская модель магнитовращательного коллапса Mukhopadhyay (2002) =0.04. see Lipunov, 1987

15 Параметры нейтронных звезд

16 Эволюция магнитного поля и мощность центральной машины Гинзбург и Озерной (1963): Thorne et al., 1986

17 Коллапс ядра большой массы (M > MOV). Расчет коллапса ядра с массой 7 масс Солнца Сверху вниз: эенрговыделение для бесконечно удаленного наблюдателя, радиус, керовский параметр и напряженность среднего магнитного поля.

18 Микроструктура

19 Энерговыделение в процессе коллапса ядра с массой 7 масс Солнца

20 Коллапс ядра малой массы M

21 Результаты расчета энерговыделения (светимость- время в логарифмических координатах) в процессе коллапса ядра в нейтронную звезду с массой 1.5 масс Солнца при различных значениях начального параметра Керра (a) и начального отношения энергии магнитного поля к гравитационной энергии (). Начальный радиус ядра выбирался равным 1000Rg. Первая вспышка соответствует образованию спинара, вторая – образованию нейтронной звезды. В конце эергновыление всегла выходит на магнитодипольный закон, соответсвующий замедлению нейтронной звезды – пульсара.

22 Зависимость комбинации времени гамма-всплеска помноженной на отношщение энергии гамма-всплеска к энергии прекурсора от времени прекрсора. Заполненными кружками показаны наблюдения по данным BATSE (Lazzati, 2002) и двух аутсендинг вспелсков: короткого (GRB041116) и длинного (GRB ). Использованы данные по флюинсам, а отношение углов раскрытия прекурсора и гамма- всплеска приняты одинаковми. Крестиками показаны симулированные гамма-всплески с прекурсорами для ядра с массой 7 масс солнца. При этом эффективный параметр Керра менялся от 7 и до 20, а магнитное поле в пределах:

23 Наблюдаемое отношение флюнса GRB к пиковой светимости во время впышки от времения впышки (8a) по данным (Lazzati, D., 2005), дополненное двумя интересными всплесками GRB (Romano, P et al 2006) и GRB (Golenetskii, et al GCN2835). Теоретичское отновшение для смоделированных гамма-всплесков (8b). При расчете преполагалось, что масса ядра равна 7 массам солнца, параметр Керра менялся в перделах (2-7), и магнитное энергия от 0.01 до 10-7.Romano, P

24 Сверхдлинное рентгеновское плато Среди нескольких сотен гамма-всплесков – два GRB and GRB не вписываются в обычную картину формирования X-Ray afterglow. У обоих всплесков обнаружено обширное плато тянущееся до секунд в собственной системе отсчета. Troja et al. (2007) предположили, что столь длительное проявление активности связали с особенностями central engine и конкретно с образованием нейтронной звезды после коллапса ядра малой массы (меньше предела Оппенгеймера-Волкова).

25 Сверхдлинное плато

26 GRB (оптическая вспышка открыта МАСТЕРом) Красное смещение (V.D'Elia et al GCN5637). На рис. приведены данные оптических и рентгеновских наблюдений впышки. И теоретический расчет в модели спинара с парметрами a0=7.6 и..

27 Заключенние Показано, как сопутствующие гамма-всплескам явления интерпретируются в модели спинара. Предложена простая физически прозрачная модели образования и коллапса спинара учитывающая следующие эффекты -центробежный барьер -диссипация вращательного момента -релятивистское исчезновение магнитного поля -эффекты увлечения систем отсчета -гравитационное красное смещение -давление ядерной материи Имеется удовлетворительное соответствие между статистическими свойствами Предвестников и рентгеновских вспышек. Дано объяснение явлению сверхдлинного рентгеновского плато Показано, что рентгеновские телескопы фиксировали в течении часа излучение объекта радиус которого меньше радиуса Шварцшильда