¿Cómo se compara el estallido de rayos gamma que ocurrió cuando dos agujeros negros se fusionaron con otros GRB?

Se detectó un estallido de rayos gamma 0,4 segundos después del evento de onda gravitacional, GW150914 , causado por la fusión de un agujero negro, y estaba en la misma parte del cielo. No está claro si ese estallido de rayos gamma estuvo asociado con la fusión del agujero negro . La probabilidad de que un GRB sea coincidente (o solo ruido de fondo) es del 0,22 %. Eso implica un 99,78% de posibilidades de que la fusión del agujero negro esté relacionada con el GRB. Un análisis posterior sugiere que el GRB fue solo un evento de fondo que ocurrió en el mismo lugar en el cielo solo 0,4 segundos después de la fusión del agujero negro y, por lo tanto, no está relacionado.

Si bien un GRB puede tener chorros relativistas que emanan de él en direcciones opuestas, la investigación "excluye la posibilidad de que el evento esté asociado con una radiación de rayos gamma sustancial, dirigida hacia el observador". Interpreto que eso significa que este GRB no tenía chorros relativistas, sino que era omnidireccional. (No estoy seguro de cómo los astrónomos llegaron a esa conclusión).

De todos modos, si fue coincidente o no, estoy preguntando cómo se compara la producción de energía de ese GRB con otros GRB. El artículo de Wikipedia en el enlace dice que "la emisión de energía en rayos gamma y rayos X duros del evento fue menos de una millonésima parte de la energía emitida como ondas gravitacionales".

¿Cuánta energía emite un GRB típico? ¿Cuál fue la dispersión del espectro de un GRB típico? ¿Durante cuánto tiempo un GRB típico emite esa energía? (¿Cuántos segundos?)

¿Cómo se comparan los niveles de energía, los espectros y las duraciones de tiempo de otros GRB con el GRB asociado con la fusión del agujero negro?

Si es similar a otros GRB, eso respaldaría la hipótesis de que este GRB fue solo un evento coincidente casi al mismo tiempo y ubicación en el cielo.

Si este GRB tiene diferentes emisiones de energía y duración de tiempo que otros GRB, eso respaldaría la hipótesis de que está verdaderamente asociado con la fusión del agujero negro.

Cuando responda, proporcione datos, citas o citas de la investigación original. No busco especulaciones sin fundamento, sino análisis reales respaldados por datos reales.

Respuestas (1)

La interpretación que sugieres en el segundo párrafo es incorrecta. Es comprensible, ya que existe un debate en la literatura: diferentes artículos llegan a conclusiones potencialmente contradictorias .

"Excluyendo la posibilidad de que el evento esté asociado con una radiación de rayos gamma sustancial, dirigida hacia el observador" simplemente significa que no se encuentra ningún GRB observable, lo que sugiere que la detección original puede ser causada por un fondo instrumental : cada detector tiene sus propios fondos instrumentales. , sólo los hechos reales deben ser vistos por todos los instrumentos suficientemente sensibles.

En principio, siempre es posible que la fusión haya generado emisión de haces, dirigida a otra parte. Ningún instrumento debería haberlo visto directamente, y no hay una forma sencilla de saber si sucedió.

Este límite superior se deriva de la observación de otro satélite (INTEGRAL/SPI-ACS, Savchenko et al 2016 ) que la detección original (Fermi/GBM, Connaughton et al 2016 ). Además, un análisis alternativo de los datos de Fermi/GBM ( Greiner et al 2016 ) sugirió que no se puede encontrar ningún evento en los datos de GBM; su opinión es que fue una fluctuación de fondo de algún tipo .

En este momento, los equipos que informaron estos resultados contradictorios están trabajando juntos, tratando de llegar a una imagen consistente, que podría ser, en principio, un GRB con esta o aquellas propiedades asociadas con GW150914, un GRB no relacionado con algunas propiedades, o sin detección alguna . Este trabajo se centra en la calibración cruzada y comparación de instrumentos, y también es útil para evitar este tipo de incertidumbres en el futuro.

Uno podría intentar caracterizar las propiedades espectrales de este evento, siguiendo el enfoque del equipo original de Fermi/GBM. Pero desafortunadamente, la medición parecía estar en condiciones muy desafortunadas para Fermi/GBM (en mala dirección). Es por eso que la señal era muy débil (por debajo de lo que normalmente se reporta para un GRB real, aunque recientemente se hicieron intentos para disminuir estos umbrales, ver Goldstein et al 2017 ), y la caracterización espectral es imprecisa . Puede buscar algunos detalles en Veres et al 2016 . Con estas grandes incertidumbres, el espectro es compatible con el de los GRB cortos conocidos.

La estimación de la luminosidad depende del espectro , pero parece estar en el extremo inferior de la muestra corta de GRB (ver, por ejemplo , Wanderman et al 2015 ).
Pero debido a que las incertidumbres son grandes, el evento, si es real, también podría ser inusual.

La observación INTEGRAL, la no detección, implicaría mucho más suave (quizás, inusual para un GRB corto) y/o un estallido más débil, posiblemente incompatible incluso con los datos altamente inciertos de Fermi/GBM .

La duración de este posible GRB posiblemente asociado con el evento GW es la parte fácil y es de aproximadamente 1 segundo, lo típico para un GRB corto ( Kouveliotou et al 1993 ).

¿Puede proporcionar enlaces a los artículos que cita?
He agregado los enlaces en la respuesta, buena sugerencia, ¡gracias! Pero en principio, puedes encontrar artículos astrofísicos de acceso público con el nombre y el año con varios servicios, especialmente arXiv/astro-ph y ADS .