GRB 230812B: ультраяркий гамма-всплеск указал на смешанную природу излучения

Международная группа астрофизиков представила результаты комплексного анализа гамма-всплеска GRB 230812B — одного из наиболее ярких длинных всплесков, зарегистрированных в 2023 году. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv и объединяет данные временной спектроскопии, поляриметрии и многоволнового моделирования послесвечения.

GRB 230812B отличался исключительно высокой яркостью и длительным послесвечением. Наблюдения велись, в том числе, с помощью индийского спутника AstroSat, который провёл измерения поляризации в момент самой вспышки. Это позволило учёным впервые сопоставить эволюцию спектра, поляризацию и свойства послесвечения для одного события.

Временной спектральный анализ показал, что на восходящей фазе всплеска низкоэнергетический индекс спектра в модели Band превышал так называемую синхротронную линию смерти. Этот факт указывает на присутствие дополнительной тепловой (фотосферной) компоненты. Однако уже через две секунды после начала всплеска и до 32-й секунды спектр стал соответствовать преимущественно нетепловому излучению.

Поляризационный анализ в диапазоне 300–600 кэВ дал оценку нижнего предела степени поляризации на уровне 50% (с достоверностью 1?). Такая высокая поляризация согласуется с синхротронным механизмом излучения, но для окончательного определения геометрии магнитного поля и вклада фотосферной эмиссии нужны более точные измерения.

Многодневное рентгеновское наблюдение послесвечения не выявило признаков джетового перелома, что указывает на широкий выброс. Моделирование многоволновых данных показало, что джет имеет половинный угол раствора около 15 градусов (с погрешностью -4/+6 градусов) и направлен почти прямо на наблюдателя (угол зрения около 0,9 градуса).

Плотность окружающей среды оказалась чрезвычайно низкой — порядка 1,2?10?? см??. Изотропная кинетическая энергия джета оценена в 4?10?? эрг. Эти параметры характерны для редких событий в разреженной межгалактической среде.

Полученные результаты проливают свет на физику гамма-всплесков: ранняя фаза, вероятно, связана с выходом излучения из фотосферы релятивистского выброса, а более поздняя — с синхротронным излучением от ударных волн. Исследование подтверждает важность поляриметрических наблюдений для проверки моделей образования гамма-всплесков.