файл доклада

Е.В. ХИЖНЯК
Научный руководитель – И.В. АРХАНГЕЛЬСКАЯ, старший
преподаватель
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАСНОГО СМЕЩЕНИЯ
ИСТОЧНИКОВ ГАММА-ВСПЛЕСКОВ
Исследованы методы определения красного смещения. Рассмотрен каждый из
методов и определены условия для их применения, а также приведены примеры
измеренного разными методами красного смещения для гамма-всплесков.
Существует несколько методов определения красного смещения
источников гамма-всплесков [1]. В данной работе рассматривается
абсорбционный, эмиссионный и фотометрический анализ.
Спектроскопия – это детальное изучение света, исходящего от
объекта. Спектрометр – это оптический прибор, созданный для
накопления спектра ,его количественной обработки и последующего
анализа. В полученном спектре, астрономы могут изучать линии
излучения и поглощения, которые являются отпечатками атомов и
молекул. Линия излучения возникает в том случае, если электрон
движется по низкой орбите вокруг ядра атома и теряет энергию. Линии
поглощения возникает, когда электроны движутся на более высокой
орбите, поглощая энергию. Каждый атом имеет уникальное расстояние
между орбитами и может испускать или поглощать только определенные
энергии или длины волны. Поэтому расположение и расстояние между
спектральными линиями является уникальным для каждого атома.
Когда объект в пространстве движется к нам или от нас, линии могут
быть обнаружены на длинах волн отличных тем, что могли бы быть, если
бы объект не двигался (по отношению к нам). Соответственно может быть
измерено красное смещение.
Согласно проведенному исследованию были определены условия, при
которых один метод имеет преимущество над другим.
Для больших красных смещений используется фотометрический
анализ. Измерения с помощью спектроскопии гораздо сложнее, чем с
помощью фотометрии, которая измеряет яркость астрономических
объектов через определенные фильтры [2]. Из-за широких диапазонов
длин волн в фотометрических фильтрах и необходимых предположениях
о характере спектра в световом источнике ошибки для этих видов
измерений могут составлять до δz = 0,5. Соответственно, фотометрия
гораздо менее надежна, чем спектроскопический анализ [3]. Однако, при
недостаточном
времени
наблюдения
для
других
методов
фотометрический анализ позволяет определить хотя бы приблизительное
значение красного смещения.
Так, например, красное смещение для гамма-всплеска 091109A
измеренное с помощью фотометрического анализа, составляет z = 3,5 +/0,4, а с помощью абсорбционного анализа - z = 3,076 +/- 0,002. Так же
примером служит гамма-всплеск 090516A абсорбционный - z = 2,697+/0,002, фотометрический - z = 4,1 +/- 0,3.
Самое большое красное смещение из зарегистрированных имеют GRB
090429B[4] с z ~ 9,4 (фотометрический анализ) и GRB 090423 с
z=8,1+0,1/-0,3 (спектрометрия) [5].
Рис. 1 Пример спектра с абсорбционными линиями для GRB 021004 [6]
Выбор между эмиссионным и абсорбционным анализом зависит от
предполагаемой величины красного смещения. То есть от
предполагаемого расстояния, так как линии эмиссии наблюдаются по
более легким ядрам (например, [O II], H-alpha, [N II]), а линии абсорбции
по более тяжелым ([Si II], [Fe II], [Al II], [Zn II], [Al III], [Mg II]). Чем
больше расстояние до объекта, тем абсорбционных линий будет больше и,
точность определения красного смещения будет точнее.
Список литературы
1. Hashimoto T. The Star Formation Rate and Metallicity of the Host Galaxy of the Dark
GRB 080325 at z=1.78 //The Astrophysical Journal-2015, Vol.806, Iss.2, article id.250, p.9.
2. Baum W. A. Problems of extra-galactic research. //Memorie della Società Astronomia Italiana, Vol.34, p.242.
3. Bolzonella M. R., Photometric redshifts based on standard SED fitting procedures.
//Astronomy and Astrophysics-2000, Vol.363, p.476-492.
4. Cucchiara A., Levan A.J. et all. A Photometric Redshift of z ~ 9.4 for GRB 090429B.
//Astrophysical Journal-2011 Vol.736, Iss.1, article id.7, p.12.
5. Salvaterra R. GRB 090423 as the New Beacon at the Frontier of the Universe.
//Proceedings of the Twelfth Marcel Grossmann Meeting on General Relativity, edited by Thibault
Damour, Robert T. Jantzen and Remo Ruffini-2012, Vol.1258-1260, p.1619.
6. Moller P. Absorption systems in the spectrum of GRB 021004. //Astronomy and Astrophysics-2002 Vol.396, p.L21-L24.