POISK ASTROFIZIChESKIKh TRANZIENTOV NA PREDEL'NYKh VREMENNYKh MASShTABAKh I IKh KLASSIFIKATsIYa PO DANNYM OBSERVATORII INTEGRAL

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Проведен поиск сверхдлинных (≳100 с) гамма-транзиентов в данных антисовпадательной защиты ACS гамма-спектрометра SPI орбитальной обсерватории INTEGRAL и их классификация методами машинного обучения. Методом “слепого” порогового поиска в данных SPI-ACS найдено около 4364 кандидатов в такие события. Разработан алгоритм автоматической обработки их кривых блеска, выделяющий кандидат в транзиенты на разных временных шкалах и позволяющий определять его длительность и интегральный поток излучения. Алгоритм применен для вычисления (и сравнения) потоков в кривых блеска, зарегистрированных разными детекторами обсерватории: IREM, SPI-ACS, SPI, ISGRI, PICsIT. Полученные значения потоков использовались для обучения классификатора, основанного на градиентном бустинге. Затем был проведен кластерный анализ найденных кандидатов с помощью методов снижения размерности и кластеризации. В заключение выполнено сравнение оставшихся кандидатов с данными гамма-детекторов Konus-WIND. Таким образом, удалось подтвердить 16 кандидатов в транзиенты астрофизической природы, в том числе, 4 кандидата в сверхдлинные гамма-всплески из событий, обнаруженных детектором SPI-ACS. Из вероятных, но не подтвержденных другими экспериментами событий, к реальным гамма-всплескам можно отнести до 270 событий.

References

  1. Архангельская, Архангельский (I.V. Arkhangelskaja and A.I. Arkhangelskiy), J. Phys.: Conf. Ser. 675, Iss. 3, id. 032025 (2016).
  2. Барков (M.V. Barkov), Astron. Bull. 65, 217 (2010).
  3. Белкин С.О., Позаненко А.С., Мазаева Е.Д., Вольнова А.А., Минаев П.Ю., Томинага Н., Гребенев А.С., Человеков И.В., Бакли Д. и др., Письма в Астрон. журн. 46, 839 (2020)
  4. S.O. Belkin, A.S. Pozanenko, E.D. Mazaeva, A.A. Volnova, P.Yu. Minaev, N. Tominaga, S.A. Grebenev, I.V. Chelovekov, D. Buckley, et al., Astron. Lett. 46, 783 (2020).
  5. Белкин и др. (S. Belkin, A.S. Pozanenko, P.Y. Minaev, N.S. Pankov, A.A. Volnova, A. Rossi, G. Stratta, S. Benetti, et al.), MNRAS 5271, 1507 (2024).
  6. Бильцингер и др. (B. Biltzinger, F. Kunzweiler, J. Greiner, K. Toelge, and J.M. Burgess), Astron. Astrophys. 640, A8 (2020).
  7. Бисноватый-Коган, Позаненко (G.S. Bisnovatyi-Kogan and A.S. Pozanenko), Astrophys. and Space Sci. 332, 57 (2011).
  8. Блинников и др. (S.I. Blinnikov, I.D. Novikov, T.V. Perevodchikova, and A.G. Polnarev), Sov. Astron. Lett. 10, 177 (1984).
  9. Ведренн и др. (G. Vedrenne, J.-P. Roques, V. Schonfelder, P. Mandrou, G.G. Lichti, A. von Kienlin, B. Cordier, S. Schanne, J. Knodlseder, et al.), Astron. Astrophys. 411, L63 (2003).
  10. Вольнова и др. (A.A. Volnova, M.V. Pruzhinskaya, A.S. Pozanenko, S.I. Blinnikov, P.Yu. Minaev, O.A. Burkhonov, A.M. Chernenko, Sh.A. Ehgamberdiev, and R. Inasaridze), MNRAS 467, 3500 (2017).
  11. Вусли (S.E. Woosley), Astrophys. J. 405, 273 (1993).
  12. Галама и др. (T.J. Galama, P.M. Vreeswijk, J. van Paradijs, C. Kouveliotou, T. Augusteijn, H. Bohnhardt, J. P. Brewer, V. Doublier, et al.), Nature 395, 670 (1998).
  13. Гребенев С.А., Человеков И.В. Письма в Астрон. журн. 33, 883 (2007)
  14. S.A. Grebenev, I.V. Chelovekov, Astron. Lett. 33, 789 (2007).
  15. Далоссо и др. (S. Dall’Osso, G. Stratta, D. Guetta, S.Covino, G.DeCesare, and L. Stella), Astron. Astrophys. 526, A121 (2011).
  16. Жендр и др. (B. Gendre, G. Stratta, J.L. Atteia, S. Basa, M. Boer, D.M. Coward, S. Cutini, V. DElia, E.J. Howell, et al.), Astrophys. J. 766, id. 30 (2013).
  17. Жендр (B. Gendre), 40th COSPAR Scientific Assembly (2–10 August 2014, Moscow), id E1.17-10-14. (2014).
  18. Кано и др. (Z. Cano, L. Izzo, A. de Ugarte Postigo, et al.), Astron. Astrophys. 605, id. A107 (2017).
  19. Квадрини и др. (E.M. Quadrini, A. Bazzano, A.J. Bird, K. Broenstad, F. Di Marco, G. La Rosa, M. Michalska, P. Orleanski, A. Solberg, and P. Ubertini), Astron. Astrophys. 411, L153 (2003).
  20. Ке и др. (G. Ke, Q. Meng, T. Finley, T. Wang, W. Chen, W. Ma, Q. Ye, and T.Y. Liu), 31st Conf. on Neural Information Processing System (2017).
  21. фон Кинлин и др. (A. von Kienlin, V. Beckmann, A. Rau, N. Arend, K. Bennett, B. McBreen, P. Connell, S. Deluit, et al.), Astron. Astrophys. 411, L299 (2003).
  22. Козлова и др. (A.V. Kozlova, D.S. Svinkin, A.L. Lysenko, M.V. Ulanov, A.E. Tsvetkova, and D.D. Frederiks), JPhCS 1400, 022014 (2019).
  23. Ди Кокко и др. (G. Di Cocco, E. Caroli, E. Celesti, L. Foschini, F. Gianotti, C. Labanti, G. Malaguti, A. Mauri, et al.), Astron. Astrophys. 411, L189 (2003).
  24. Комиссаров, Барков (S.S. Komissarov and M.V. Barkov), MNRAS 402, L25 (2010).
  25. Крупи и др. (R. Crupi, G. Dilillo, E. Bissaldi, F. Fiore, and A. Vacchi), astro-ph/2303.15936 (2023).
  26. Кувелиоту и др. (C. Kouveliotou, C.A. Meegan, G.J. Fishman, N.P. Bhat, M.S. Briggs, T.M. Koshut, W.S. Paciesas, and G.N. Pendleton), Astrophys. J. 413, L101 (1993).
  27. Лабанти и др. (C. Labanti, G. Di Cocco, G. Ferro, F. Gianotti, A. Mauri, E. Rossi, J. B. Stephen, A. Traci, and M. Trifoglio), Astron. Astrophys. 411, L149 (2003).
  28. Лебран и др. (F. Lebrun, J. P. Leray, P. Lavocat, J. Cr`etolle, M. Arques, C. Blondel, C. Bonnin, A. Bouere, et al.), Astron. Astrophys. 411, L141 (2003).
  29. Леван (A. Levan), Gamma-ray bursts 2514-3433. IOP Publishing (2018).
  30. Ло и др. (K.K. Lo, S. Farrell, T. Murphy, and B.M. Gaensler), Astrophys. J. 786(1), 20 (2014).
  31. Лунд и др. (N. Lund, N.J. Westergaard, C. BudtzJorgensen), Astrophys. Lett. Commun. 39, 339 (1999).
  32. Мазец и др. (E.P. Mazets, S.V. Golenetskii, V.N. Ilyinskii, V.N. Panov, R.L. Aptekar, Yu.A. Guryan, M.P. Proskura, I.A. Sokolov, Z.Ya. Sokolova, et al.), Astrophys. and Space Sci. 80, 119 (1981).
  33. Макиннес и др. (L. McInnes, J. Healy, J. Melville), J. Open Source Software 3 (29), 861 (2018) [arXiv:1802.03426v3].
  34. Мерегетти и др. (S. Mereghetti, D. Gotz, J. Borkowski, R.Walter, and H. Pedersen), Astron. Astrophys. 411, L291 (2003).
  35. Мецгер и др. (B.D. Metzger, D. Giannios, T.A. Thompson, N. Bucciantini, and E. Quataert), MNRAS 413, 2031 (2011).
  36. Минаев, Позаненко (P.Yu. Minaev and A.S. Pozanenko), MNRAS 492, 1919 (2020).
  37. Минаев, Позаненко (P.Yu. Minaev and A.S. Pozanenko), MNRAS 525, 2411 (2023).
  38. Минаев П., Позаненко А., Лозников В., Письма в Астрон. журн. 36, 744 (2010)
  39. P. Minaev, A. Pozanenko, V. Loznikov, Astron. Lett. 36, 707 (2010).
  40. Минаев П.Ю., Гребенев С.А., Позаненко А.С., Мольков С.В., Фредерикс Д.Д, Голенецкий С.В., Письма в Астрон. журн. 38, 687 (2012)
  41. P.Y. Minaev, S.A. Grebenev, A.S. Pozanenko, S.V. Molkov, D.D. Frederiks, S.V. Golenetskii, Astron. Lett. 38, 613 (2012).
  42. Минаев П.Ю., Позаненко А.С., Мольков С.В., Гребенев С.А., Письма в Астрон. журн. 40, 271 (2014)
  43. P.Yu. Minaev, A.S. Pozanenko, S.V. Molkov, S.A. Grebenev, Astron. Lett. 40, 235 (2014).
  44. Мозгунов Г.Ю., Минаев П.Ю., Позаненко А.С., Письма в Астрон. журн. 47, 183 (2021)
  45. G.Yu. Mozgunov, P.Yu. Minaev, A.S. Pozanenko, Astron. Lett. 47, 150 (2021).
  46. Мозгунов и др. (G. Mozgunov, A. Pozanenko, P. Minaev, I. Chelovekov, S.A. Grebenev, D. Svinkin, and A. Ridnaia), Proc. XXV Int. Conf. ”Data Analytics and Management in Data Intensive Domains” (DAMDID/RCDL, 2023, Eds. J. Baixeries, et al.), CCIS Series, 2086, 215 (2024).
  47. Пармиджиани и др. (N. Parmiggiani, A. Bulgarelli, A. Ursi, A. Macaluso, A. Di Piano,V. Fioretti, A. Aboudan, L. Baroncelli, A. Addis, M. Tavani, and C. Pittori), Astrophys. J. 945(2) 106 (2023).
  48. Пачинский (B. Paczynski), Astrophys. J. 308, L43 (1986).
  49. Пачинский (B. Paczynski), Astrophys. J. 494, L45 (1998).
  50. Позаненко и др. (A.S. Pozanenko, M.V. Barkov, P.Y. Minaev, A.A. Volnova, E.D. Mazaeva, A.S. Moskvitin, M.A. Krugov, V.A. Samodurov, V.M. Loznikov, and M. Lyutikov), Astrophys. J. (Lett.) 852, L30 (2018).
  51. Позаненко и др. (A. Pozanenko, P. Minaev, S. Grebenev, and I. Chelovekov), Astron. Lett. 45, 710 (2019).
  52. Позаненко и др. (A.S. Pozanenko, M.V. Barkov, P.Y. Minaev, and A.A. Volnova), Astron. Lett. 47, 791 (2021).
  53. Рау и др. (A. Rau, A. van Kienlin, K. Hurley, and G.G. Lichti), Astron. Astrophys. 438, 1175 (2005).
  54. Ридная и др. (A. Ridnaia, D. Svinkin, and D. Frederiks), JPhCS 1697, 012030 (2020).
  55. Роди и др. (J. Rodi, A. Bazzano, P. Ubertini, L. Natalucci, V. Savchenko, E. Kuulkers, C. Ferrigno, E. Bozzo, S. Brandt, et al.), Am. Astron. Soc., AAS Meeting # 231, id. 438.19 (2018).
  56. Савченко и др. (V. Savchenko, A. Neronov, and T.J.-L. Courvoisier), Astron. Astrophys. 541, A122 (2012).
  57. Садех (I. Sadeh), 36th Int. Cosmic Ray Conf. (ICRC2019, July 24 – August 1, 2019, Madison, WI, USA), PoS 358, id.775 [astro-ph/1908.0161] (2019).
  58. Скаргл и др. (J.D. Scargle, J.P. Norris, B. Jackson, and J. Chiang), Studies in Astronomical Time Series Analysis VI. Bayesian Block Representations 764(2), 167 (2013).
  59. Тарнопольски (M. Tarnopolski), MNRAS 458, 2024 (2016).
  60. Фаррел и др. (S.A. Farrell, T. Murphy, and K.K. Lo), Astrophys. J. 813(1), 28 (2015).
  61. Фенимор и др. (E.E. Fenimore, J.J.M. in’t Zand, J.P. Norris, J.T. Bonnell, and R. Nemiroff), Astrophys. J. (Lett.) 448, L101 (1995).
  62. Человеков И.В., Гребенев С.А., Сюняев Р.А., Письма в Астрон. журн. 32, 508 (2006)
  63. I.V. Chelovekov, S.A. Grebenev, R.A. Sunyaev, Astron. Lett. 32, 456 (2006).
  64. Человеков И.В., Гребенев С.А, Письма в Астрон. журн. 37, 651 (2011)
  65. I.V. Chelovekov, S.A. Grebenev, Astron. Lett. 37, 597 (2011).
  66. Человеков И.В., Гребенев С.А., Мереминский И.А., Просветов А.В., Письма в Астрон. журн. 43, 859 (2017)
  67. I.V. Chelovekov, et al., Astron. Lett. 43, 781 (2017).
  68. Человеков И.В., Гребенев С.А., Позаненко А.С., Минаев П.Ю., Письма в Астрон. журн. 45, 683 (2019)
  69. I.V. Сhelovekov, S.A. Grebenev, A.S. Pozanenko, P.Yu. Minaev, Astron. Lett. 45, 635 (2019).
  70. Эббот и др. (B.P. Abbott, R. Abbott, T.D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams, P. Addesso, R.X. Adhikari, et al), Astrophys. J. (Lett.) 848, L12 (2017a).
  71. Эббот и др. (B.P. Abbott, R. Abbott, T.D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams, P. Addesso, R.X. Adhikari, et al.), Phys. Rev. Lett. 119, 161101 (2017б).
  72. Эббот и др. (B.P. Abbott, R. Abbott, T.D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, R.X. Adhikari, et al), Astrophys. J. (Lett.) 892, L3 (2020).
  73. Янг и др.(H. Yang, J. Hare, O. Kargaltsev, and I. Volkov), AAS/High Energy Astrophysics Division, 54, p. 110.03 (2022).
  74. Янка и др.(H.-Th. Janka, M.-A. Aloy, P.A. Mazzali, and E. Pian), Astrophys. J., 645, Issue 2, pp. 1305-1314 (2006).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).