Gamma-Ray Burst (GRB) Project

Το Gamma Ray Burst (GRB) Project είναι ένα πρόγραμμα οπτικής παρατήρησης πηγών ακτίνων-γ, το οποίο ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2012 από τον Καθηγ. Κανάρη Τσίγκανο και τον Δρ. Κωνσταντίνο Σαπουντζή στ Πανεπιστήμιο Αθηνών, με την υποστήριξη με αστρονομικές παρατηρήσεις από τον Δρ. Κοσμά Γαζέα.

Η φευγαλέα και πολύ σύντομη διάρκεια των εκλάμψεων ακτίνων-γ (Gamma-Ray Bursts - GRB) είναι τέτοια, που εκ των πραγμάτων καθιστά αδύνατη οποιαδήποτε οργανωμένη παρατήρηση. Η λάμψη που εμφανίζεται κατά την έκρηξη μπορεί να παρατηρηθεί ταυτόχρονα με την κύρια έκρηξη (prompt emission), αμέσως μετά την έκρηξη (early afterglow), μπορεί να παρατηρείται για μερικές μέρες (main phase) ή ακόμη και για μερικές εβδομάδες (late phase). Το πιο διαδεδομένο σενάριο για την λάμψη που παρατηρείται ονομάζεται 'external shock scenario'. Μια αναλυτική περιγραφή των φυσικών διεργασιών που παρατηρούνται σε αυτά τα γεγονότα δίνεται από τους Godet & Mochkovitch 2011. Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό το φάσμα της εκλυόμενης ενέργειας παράγεται από ακτινοβολία σύγχροτρον από ηλεκτρόνια που επιταχύνονται και αλληλεπιδρούν με το τοπικό μαγνητικό πεδίο. Οι θεωρητικοί υπολογισμοί από τους Sari et al. 1998 βρίσκονται σε συμφωνία με τις παρατηρήσεις και παρέχουν στοιχεία για το αναμενόμενο φάσμα που εκλύεται Έχει δημιουργηθεί ένα δίκτυο παρατηρητών, με σκοπό την καταγραφή της θέσης των φαινομένων GRB σε πραγματικό χρόνο από διάφορους δορυφόρους (Swift, Fermi, MAXI, INTEGRAL, IPN, κτλ), αλλά και με τη συμαντική συμβολή από επίγεια παρατηρητήρια μέσω της κοινότητας που έχει δημιουργηθεί για αυτόν τον σκοπό. Μια λίστα των αστεροσκοπείων/οργάνων που συμμετέχουν σε διάφορες περιοχές του Η/Μ φάσματος βρίσκεται εδώ: http://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn member sites.html

Εξοπλισμός και Αστεροσκοπεία

Το πρόγραμμα παρατήρησης GRB χρησιμοποιεί κατά κύριο λόγο το τηλεσκόπιο του πανεπιστημιακού Αστεροσκοπείου Αθηνών (0.4 m f/8), το οποίο είναι ρομποτικό και πλήρως τηλεχειριζόμενο. Το τηλεσκόπιο είναι εξοπλισμένο με μια ψηφιακή κάμερα ST10 XME CCD και UBVRI filter set (Bessell specifications). Κατά τη διάρκεια των αστρονομικών παρατηρήσεων των περιόδων 2014 και 2015 το τηλεσκόπιο "Αρίσταρχος" στον Χελμό βρισκόταν σε ετοιμότητα για παρατηρήσεις αμυδρότερων πηγών. Όταν γίνεται έκρηξη GRB, ο δορυφόρος SWIFT/XRT ενεργοποιεί το σύστημα συναγερμού και ανακοινώνει το γεγονός σε όλους τους παρατηρητές που βρίσκονται στο δίκτυο GCN. Τα τηλεσκόπια στον Ελληνικό χώρο μπορούν να στοχεύσουν στις συντεταγμένες που δίνονται μέσα σε λίγα λεπτά από τη λήψη του σήματος.

Δείγματα φωτομετρικών καμπυλών

Η φωτομετρική καμπύλη του αστέρα εκλάμψεων DG CVn στο φίλτρο R. Ο εξαιρετικά ενεργός αυτός αστέρας εξέπεμψε μεγάλη ποσότητα ακτίνων-Χ, με αποτέλεσμα να ενεργοποιήσει τον συναγερμό του δορυφόρου SWIFT/XRT. Το Αστεροσκοπείο του Πανεπιστημίου Αθηνών στόχευσε προς την κατεύθυνση του DG CVn λίγα λεπτά μετά το σήμα του δορυφόρου και κατέγραψε τη δευτερεύουσα έκλαμψη που ακολούθησε αμέσως μετά.

Δείγμα φωτομετρικής μεταβολής του ενεργού διπλού συστήματος μελανής οπής V404 Cyg, κατά τη διάρκεια μιας νύχτας παρατήρησης. Το Αστεροσκοπείο του Πανεπιστημίου Αθηνών στόχευσε προς την κατεύθυνση του στόχου αυτού λίγα λεπτά μετά το σήμα του δορυφόρου SWIFT/XRT, και συνέχισε την καταγραφή για τις επόμενες 70 νύχτες.

Το 2014 ο νάνος αστέρας εκλάμψεων DG CVn παρατηρήθηκε, ενώ βρισκόταν σε έξαρση. Η φωτομετρική αυτή παρατήρηση έφερε σε συνεργασία το Πανεπιστήμιο Αθηνών με την Rachel Osten στην NASA, Goddard Space Flight Center, καθώς η μεταβολή του φωτός στα οπτικά μήκη κύματος, η οποία καταγράφηκε από την Αθήνα συνδυάστηκε με τις δορυφορικές παρατηρήσεις ακτίνων-Χ (SWIFT X-ray και UV data) με σκοπό τη μελέτη των μηχανισμών έκλυσης ενέργειας από το εσωτερικό του αστέρα DG CVn.

Συνεργάτες

Το πρόγραμμα GRB Project είναι μια συνεργασία μεταξύ των μελών του Τομέα Αστροφυσικής του ΕΚΠΑ και του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (ΕΑΑ). Οι κύριοι συντελεστές του είναι: