Группа ученых из Purple Mountain Observatory (PMO) при Китайской академии наук и Итальянского национального института астрофизики разработала новый метод измерения умеренно насыщенных источников ультрафиолетового оптического телескопа, установленного на спутнике Swift. Они также объявили, что GRB 220101A — самая энергичная ультрафиолетовая/оптическая вспышка, когда-либо обнаруженная. Эти результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Гамма-всплески (GRB) являются самыми мощными взрывами во Вселенной. Они излучают кратковременное излучение, главным образом в мягком гамма-диапазоне, которое длится всего несколько миллисекунд до нескольких часов. За мгновенным гамма-излучением следует рентгеновское, оптическое и радиоволновое излучение, которое сохраняется на протяжении недель или даже годов.
GRB 080319B, обнаруженный в 2008 году, установил мировой рекорд светимости ультрафиолетового/оптического излучения. Его яркость была настолько высока, что его можно было видеть невооруженным глазом в темных местах. Излучение этой оптической вспышки дало информацию о гамма-излучении и активности центрального двигателя GRB 080319B. Однако GRB 220101A побил этот рекорд.
Первого января 2022 года спутник Swift обнаружил GRB 220101A. Его красное смещение составило 4,618, что означает, что наблюдаемые оптические фотоны находились в ультрафиолетовом диапазоне и страдали от сильного поглощения. Следовательно, яркость собственного излучения была приблизительно в 100 раз выше, чем наблюдалось. В течение 79 секунд после вспышки Swift/UVOT провел быстрое 150-секундное наблюдение в белом диапазоне.
Ученые провели фотометрический анализ с высоким временным разрешением, что позволило выявить быструю эволюцию яркости. В пике своей активности телескоп УВОТ находился в умеренно насыщенном состоянии.
Профессор ФАН Ичжун из PMO, соответствующий автор исследования, отметил:
Мы предложили метод обработки данных UVOT, основанный на функции рассеяния точки телескопа, и подтвердили, что он действительно обеспечивает надежные измерения потока. После коррекции расстояния и поглощения, абсолютная величина ультрафиолетового/оптического излучения GRB 220101A составила -39,4, что делает его самым ярким источником светимости среди всех известных.
Эта находка также является первым обнаружением чрезвычайно энергичной ультрафиолетовой/оптической вспышки с использованием космического телескопа.
Светимость GRB 220101A превышает светимость Солнца примерно в 400 квадриллионов раз, что побивает 14-летний рекорд GRB 080319B. Это также предполагает новые астрофизические механизмы, объясняющие сверхвысокую яркость оптических и ультрафиолетовых вспышек.
Ожидается, что будущий китайско-французский спутник "Монитор космических переменных объектов" (SVOM), запуск которого намечен на начало 2024 года, сможет обнаруживать чрезвычайно энергичные ультрафиолетовые/оптические вспышки на еще более высоких красных смещениях.