Něco o GRBs sNěco o GRBs s RHESSIRHESSI

Jakub ŘípaJakub Řípa

RHESSIRHESSI

• určená pro pozorování slunečních vzplanutí (solar flares) v určená pro pozorování slunečních vzplanutí (solar flares) v RTG až RTG až γγ-oblasti -oblasti

• vypuštěna 5. 2. 2002 na téměř kruhovou dráhu asi 600 kmvypuštěna 5. 2. 2002 na téměř kruhovou dráhu asi 600 km• tenká stěna kryostatu (tenká stěna kryostatu (γγ projde kdečím) → měřitelné i projde kdečím) → měřitelné i

nesluneční nesluneční γγ-fotony (přicházející do spektrometru ze všech -fotony (přicházející do spektrometru ze všech směrů)směrů)

• spektrometr složen z 9 Ge detekt.spektrometr složen z 9 Ge detekt.• každý detektor ze dvou segmentůkaždý detektor ze dvou segmentů• rozsah citlivosti: 3 keV - 17 MeVrozsah citlivosti: 3 keV - 17 MeV• spektrální cit.: 3 keV (na 1 MeV)spektrální cit.: 3 keV (na 1 MeV)• časové rozlišení až 1 μsčasové rozlišení až 1 μs

Databáze GRB RHESSIDatabáze GRB RHESSI

• od února 2002 do ledna 2006 (a narůstá)od února 2002 do ledna 2006 (a narůstá)• 228 GRB a 5 SGR228 GRB a 5 SGR• „„světelné“ křivky byly vyčítány v intervalu 25 - 1500 keVsvětelné“ křivky byly vyčítány v intervalu 25 - 1500 keV• ve třech kanálech: 25 - 120 keV, 120 - 400 keV, ve třech kanálech: 25 - 120 keV, 120 - 400 keV,

400 - 1500 keV400 - 1500 keV• před dalším zpracováním je odečítáno pozadípřed dalším zpracováním je odečítáno pozadí

-- poměrně veliký šum pozadí (solar flares) – může být nevýhodou poměrně veliký šum pozadí (solar flares) – může být nevýhodou

• není znám směr příchodu zábleskunení znám směr příchodu záblesku• některé GRB nepozorovatelné; družice za Zemí (nízký orbit)některé GRB nepozorovatelné; družice za Zemí (nízký orbit)

Histogram Histogram TT9090: W: WIND-KONUSIND-KONUS

• 352 GRBs, část naměřených záblesků z let 1994 - 1997352 GRBs, část naměřených záblesků z let 1994 - 1997• bimodální rozdělení: krátké a dlouhé zábleskybimodální rozdělení: krátké a dlouhé záblesky• proložili to dvou-log-norm. funkcí proložili to dvou-log-norm. funkcí → maxima 0,39 s a 25 s→ maxima 0,39 s a 25 s

Aptekar, et al. (1998)

Histogram Histogram TT9090: CGRO-BATSE 3B Katalog: CGRO-BATSE 3B Katalog

• část 3B katalogu: 797 GRBs část 3B katalogu: 797 GRBs • BATSE: 25 - 2000 keVBATSE: 25 - 2000 keV• Horváth I. (1998) fitoval log-nomalní funkcí a Horváth I. (1998) fitoval log-nomalní funkcí a χχ22 test dobré shody → test dobré shody →

hladina významnosti hladina významnosti αα• pro dvou-log-norm. fit: pro dvou-log-norm. fit: αα = 40 % = 40 %• pro tří-log-norm. fit: pro tří-log-norm. fit: αα = 98 % = 98 %• v těchto datech lze přijmout v těchto datech lze přijmout

hypotézu tří podskupinhypotézu tří podskupin• udělejme to samé udělejme to samé

pro GRB RHESSIpro GRB RHESSI

Horváth (1998)

Histogram Histogram TT9090: RHESSI: RHESSI

• αα << 0,01 % << 0,01 % → reprezentaci jedním → reprezentaci jedním log-norm. rozdělením lze zamítnoutlog-norm. rozdělením lze zamítnout

• αα = 15,9 % = 15,9 % → pro dvou log-norm. → pro dvou log-norm. případu došlo k výraznému zvýšení případu došlo k výraznému zvýšení hladiny významnostihladiny významnosti

• αα = 16,4 % = 16,4 % → další zvýšení → další zvýšení αα ale ale jen nevýznamnéjen nevýznamné

Hardness ratio vs. Hardness ratio vs. TT9090

• hardness ratio je podíl celkového počtu hardness ratio je podíl celkového počtu γγ-fotonů/cm-fotonů/cm22 ve ve dvou různých energetických kanálech během dvou různých energetických kanálech během TT9090

• vyjadřuje se s ním tvrdost spektravyjadřuje se s ním tvrdost spektra• analogie barevnému indexu např. -(analogie barevnému indexu např. -(BB - - VV) v optickém oboru) v optickém oboru• u RHESSI data ve třech energetických intervalech: u RHESSI data ve třech energetických intervalech:

FF11T90 T90 = fluence v 25 - 120 keV = fluence v 25 - 120 keV FF22T90 T90 = fluence v 120 - 400 keV = fluence v 120 - 400 keV FF33T90 T90 = fluence v 400 - 1500 keV= fluence v 400 - 1500 keV

• HH2121 = = FF2 2 // FF11• HH3232 = = FF3 3 // FF22

Hardness ratio vs. Hardness ratio vs. TT9090

CGRO-BATSE katalog CGRO-BATSE katalog

• Horváth (2006) identifikoval tři podskupiny v závislosti log Horváth (2006) identifikoval tři podskupiny v závislosti log HH3232 vs. log vs. log TT9090

• 1956 GRB pozorovaných BATSE, 1-1956 GRB pozorovaných BATSE, 1-σσ elipsy tří-Gaussovského rozdělení elipsy tří-Gaussovského rozdělení

Horváth, et al. (2006)

Hardness ratio Hardness ratio HH2121 vs. vs. TT9090

GRB RHESSIGRB RHESSI

• z hlediska z hlediska HH2121 je patrné rozdělení krátkých a dlouhých GRB je patrné rozdělení krátkých a dlouhých GRB• kratší záblesky mají tvrdší spektrakratší záblesky mají tvrdší spektra

Hardness ratio Hardness ratio HH3232 vs. vs. TT9090

GRB RHESSIGRB RHESSI

• pro jednoznačné určení počtu skupin udělat detailnější analýzupro jednoznačné určení počtu skupin udělat detailnější analýzu• ovlivněno: efektivní plocha detektoru není konstantníovlivněno: efektivní plocha detektoru není konstantní

Morfologie časových profilůMorfologie časových profilů

• doby trvání ms až 1000 sdoby trvání ms až 1000 s• krátké/dlouhé (možná prostřední) krátké/dlouhé (možná prostřední) → dělení podle → dělení podle TT9090

• GRB se dají dělit podle tvaru „světelné“ křivky GRB se dají dělit podle tvaru „světelné“ křivky Fishman (1995) na :Fishman (1995) na :

1.1. jeden puls či hrotjeden puls či hrot2.2. hladké s jednou nebo více dobře patrnými špičkamihladké s jednou nebo více dobře patrnými špičkami3.3. záblesky s více velmi dobře oddělenými emisemizáblesky s více velmi dobře oddělenými emisemi4.4. nepravidelné, členité záblesky s velkým množstvím hrotůnepravidelné, členité záblesky s velkým množstvím hrotů

Typ světelné křivky 1Typ světelné křivky 1

Typ světelné křivky Typ světelné křivky 22

Typ světelné křivky Typ světelné křivky 33

Typ světelné křivky Typ světelné křivky 55

Test homogenního rozdělení GRB v prostoruTest homogenního rozdělení GRB v prostoru

• při homogenním rozdělení v Eukl. prostoru roste počet při homogenním rozdělení v Eukl. prostoru roste počet záblesků záblesků NN ~~ rr33

• hustota toku hustota toku P P „peak flux“„peak flux“ klesá klesá ~~ 1/ 1/rr22

• kombinací → pro počet záblesků kombinací → pro počet záblesků NN((PP>>PPii) () (PPii) je ) je N N ~ ~ PPii-3/2-3/2

• klademe požadavek „standardní svíčky“klademe požadavek „standardní svíčky“

Log Log N N vs. log vs. log PP pro BATSE pro BATSE

Log Log N N vs. log vs. log PP pro RHESSI pro RHESSI

• je vidět, odchylka od homogenního rozděleníje vidět, odchylka od homogenního rozdělení• slabších záblesků (těch vzdálenějších) je nedostatekslabších záblesků (těch vzdálenějších) je nedostatek

Log Log N N vs. log vs. log PP pro RHESSI pro RHESSI

Test homogenního rozdělení GRB v prostoruTest homogenního rozdělení GRB v prostoru

• test, který by číselně vyjádřil odchylku od homogenity (Schmidt 1988): test, který by číselně vyjádřil odchylku od homogenity (Schmidt 1988): -- VV//VVmaxmax = ( = (PP//PPlimlim))-3/2-3/2

-- V V//VVmaxmax je z intervalu 0 až 1 přičemž pro homog. rozděl. je střední je z intervalu 0 až 1 přičemž pro homog. rozděl. je střední

hodnota = 0,5hodnota = 0,5

• u RHESSI bylo bráno u RHESSI bylo bráno PPlimlim jako nejslabší detekovaný GRB v dané skupině: jako nejslabší detekovaný GRB v dané skupině:

• BATSE (Guetta & Piran 2006): BATSE (Guetta & Piran 2006):

• neshoda: možná kvůli poměrně veliké úrovni pozadí u RHESSI ?neshoda: možná kvůli poměrně veliké úrovni pozadí u RHESSI ?• ovlivněno tím, že máme ovlivněno tím, že máme P P v „counts“.sv „counts“.s-1-1 a ne v „counts“.s a ne v „counts“.s-1-1.cm.cm-2 -2

(efektivní plocha detektoru není konstantní)(efektivní plocha detektoru není konstantní)

max

max

krátké: 0,14 0,05

dlouhé: 0,09 0,02

VV

VV

max

max

krátké: 0,39 0,02

dlouhé: 0,29 0,01

VV

VV

Konec – dKonec – děěkuji za pozornoskuji za pozornostt

• Odkazy na RHESSI:Odkazy na RHESSI:

http://hessi.web.psi.chhttp://hessi.web.psi.ch

http://grb.web.psi.chhttp://grb.web.psi.ch

http://hessi.ssl.berkeley.eduhttp://hessi.ssl.berkeley.edu

http://hesperia.gsfc.nasa.gov/hessi/index.htmlhttp://hesperia.gsfc.nasa.gov/hessi/index.html

http://www.hessi.ethz.chhttp://www.hessi.ethz.ch

• Reference:Reference:

Aptekar MAptekar M., et al.., et al., 1998, Proc. of 4th Huntsville Symp., p. 10., 1998, Proc. of 4th Huntsville Symp., p. 10.

Horváth I., 1998, ApJ, 508, p. 757.Horváth I., 1998, ApJ, 508, p. 757.

Horváth I., et al., 2006, A&A, A&A, 447, p. 23.

FishmanaFishmana G. J., G. J., 1995, ARA&A, 1995, ARA&A, 33, 33, p. p. 415415..

Schmidt MSchmidt M., et al.., et al., 1988, ApJ,, 1988, ApJ, 329, 329, p. p. 8585..

Guetta D. & Piran T., 2006, Guetta D. & Piran T., 2006, astro-ph/0511239 v2astro-ph/0511239 v2