Wie ist der Gammastrahlenexplosion, der beim Zusammenführen von zwei schwarzen Löchern auftrat, im Vergleich zu anderen GRBs?


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Ein Gammastrahlenexplosion wurde 0,4 Sekunden nach dem Gravitationswellenereignis GW150914 festgestellt , das durch eine Fusion von Schwarzen Löchern verursacht wurde und sich im selben Teil des Himmels befand. Es ist ungewiss, ob dieser Gammastrahlenausbruch mit der Fusion des Schwarzen Lochs verbunden war . Die Wahrscheinlichkeit, dass ein GRB zusammenfällt (oder nur Hintergrundgeräusche), beträgt 0,22%. Dies impliziert eine Wahrscheinlichkeit von 99,78%, dass die Fusion des Schwarzen Lochs mit dem GRB zusammenhängt. Eine spätere Analyse legt nahe, dass der GRB nur ein Hintergrundereignis war, das nur 0,4 Sekunden nach der Fusion des Schwarzen Lochs an derselben Stelle am Himmel auftrat und daher nicht in Beziehung stand.

Während bei einem GRB möglicherweise relativistische Strahlen in entgegengesetzte Richtungen ausstrahlen, schließt die Forschung "die Möglichkeit aus, dass das Ereignis mit einer erheblichen Gammastrahlung verbunden ist, die auf den Betrachter gerichtet ist". Ich interpretiere , dass dieses GRB zu bedeuten hat nicht haben relativistische Jets, war aber omnidirektionalen. (Ich bin mir nicht sicher, wie Astronomen zu diesem Schluss gekommen sind.)

Wie auch immer, ob es zufällig war oder nicht, ich frage mich, wie die Energieabgabe dieses GRB im Vergleich zu anderen GRB ist. Der Wikipedia-Artikel im Link besagt, dass "die Energieemission in Gammastrahlen und harten Röntgenstrahlen des Ereignisses weniger als ein Millionstel der als Gravitationswellen emittierten Energie betrug".

Wie viel Energie gibt ein typischer GRB ab? Wie war die Spektrumsverteilung eines typischen GRB? Über wie viel Zeit gibt ein typischer GRB diese Energie ab? (Wie viele Sekunden?)

Wie vergleichen sich die Energieniveaus, Spektren und Zeitdauern anderer GRBs mit denen der GRB, die mit der Fusion von Schwarzen Löchern verbunden sind?

Wenn es anderen GRBs ähnlich ist, würde dies die Hypothese stützen, dass dieses GRB nur ein zufälliges Ereignis zur fast gleichen Zeit und am gleichen Ort am Himmel war.

Wenn dieser GRB andere Energieemissionen und eine andere Zeitdauer aufweist als andere GRB, würde dies die Hypothese stützen, dass er wirklich mit der Fusion des Schwarzen Lochs verbunden ist.

Wenn Sie antworten, geben Sie bitte Daten, Zitate oder Zitate aus der Originalforschung an. Ich suche keine nicht unterstützten Spekulationen, sondern echte Analysen, die von echten Daten unterstützt werden.

Antworten:


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Die Interpretation, die Sie im zweiten Absatz vorschlagen, ist falsch. Es ist verständlich, da es in der Literatur eine Debatte gibt - verschiedene Artikel kommen zu möglicherweise widersprüchlichen Schlussfolgerungen .

"Ausgenommen die Möglichkeit, dass das Ereignis mit erheblicher Gammastrahlung verbunden ist, die auf den Beobachter gerichtet ist" bedeutet einfach, dass kein beobachtbarer GRB gefunden wird, was darauf hindeutet, dass die ursprüngliche Erkennung möglicherweise durch den instrumentellen Hintergrund verursacht wurde : Jeder Detektor hat seinen eigenen instrumentellen Hintergrund Nur reale Ereignisse sollten von allen ausreichend sensiblen Instrumenten gesehen werden.

Grundsätzlich ist es immer möglich, dass die Fusion eine Strahlungsemission erzeugt, die an eine andere Stelle gerichtet ist. Kein Instrument sollte es direkt gesehen haben, und es gibt keine einfache Möglichkeit, festzustellen, ob es passiert ist.

Diese Obergrenze ergibt sich aus der Beobachtung eines anderen Satelliten (INTEGRAL / SPI-ACS, Savchenko et al. 2016 ) als die ursprüngliche Detektion (Fermi / GBM, Connaughton et al. 2016 ). Auch eine alternative Analyse der Fermi / GBM-Daten ( Greiner et al. 2016 ) ergab, dass in den GBM-Daten kein Ereignis gefunden werden kann - ihrer Meinung nach handelte es sich um eine Hintergrundschwankung .

Im Moment arbeiten die Teams, die diese widersprüchlichen Ergebnisse gemeldet haben, zusammen und versuchen, ein konsistentes Bild zu erstellen, das im Prinzip ein GRB mit diesen oder jenen Eigenschaften sein kann, die mit dem GW150914 verbunden sind, ein nicht verwandter GRB mit einigen Eigenschaften oder Keine Erkennung . Diese Arbeit konzentriert sich auf die Kreuzkalibrierung und den Vergleich von Instrumenten und ist auch nützlich, um diese Art von Unsicherheiten in Zukunft zu vermeiden.

Man könnte versuchen, die spektralen Eigenschaften dieses Ereignisses nach dem Ansatz des ursprünglichen Fermi / GBM-Teams zu charakterisieren. Leider schien die Messung für Fermi / GBM (in schlechter Richtung) unter sehr unglücklichen Bedingungen zu sein. Aus diesem Grund war das Signal sehr schwach (unter dem, was normalerweise für einen echten GRB angegeben wird, obwohl kürzlich versucht wurde, diese Schwellenwerte zu senken, siehe Goldstein et al. 2017 ), und die spektrale Charakterisierung ist lose . Sie können nach einigen Details zu Veres et al 2016 suchen . Mit diesen großen Unsicherheiten ist das Spektrum mit dem von bekannten kurzen GRBs kompatibel.

Die Schätzung der Leuchtkraft hängt vom Spektrum ab , scheint sich jedoch am unteren Ende der kurzen GRB-Stichprobe zu befinden (siehe z. B. Wanderman et al. 2015 ).
Da die Unsicherheiten jedoch groß sind, kann das Ereignis, falls es real ist, auch ungewöhnlich sein.

Die INTEGRAL-Beobachtung, die nicht erkannt wird, würde viel weicher (möglicherweise ungewöhnlich für einen kurzen GRB) oder / und einen schwächeren Burst bedeuten, der möglicherweise selbst mit den höchst unsicheren Fermi / GBM-Daten nicht kompatibel ist .

Die Dauer dieses möglichen GRB, der möglicherweise mit einem GW-Ereignis verbunden ist, ist der einfache Teil und dauert etwa 1 s, was typisch für einen kurzen GRB ist ( Kouveliotou et al. 1993 ).


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Können Sie Links zu den von Ihnen zitierten Artikeln bereitstellen?
RichS

Ich habe die Links in der Antwort hinzugefügt, guter Vorschlag, danke! Grundsätzlich finden Sie jedoch öffentlich zugängliche astrophysikalische Artikel mit dem Vornamen und dem Jahr mit verschiedenen Diensten, insbesondere arXiv / astro-ph und ADS .
Volodymyr Savchenko
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