9 октября 2022 года астрономы зафиксировали мощный взрыв. Хотя он и не сравним с Большим взрывом, эксперты быстро определили, что гамма-всплеск (Gamma-Ray Burst, GRB), получивший обозначение GRB 221009A, был, без сомнения, самым мощным взрывом, когда-либо наблюдавшимся людьми. Это событие было настолько впечатляющим, что даже получило прозвище — Brightest of All Time (BOAT), что означает «самый яркий из всех времён».
Но даже спустя три года BOAT продолжает раскрывать новую информацию об этих редко наблюдаемых, плохо изученных и невероятно мощных энергетических извержениях. Последние выводы описаны международной группой исследователей в статье, опубликованной в этом месяце в журнале «The Astrophysical Journal Letters».
Что такое гамма-всплески?
Даже не будучи BOAT, гамма-всплески гигантские. За несколько секунд средний GRB может высвободить столько энергии, сколько Солнце выработало за всю свою 10-миллиардную жизнь. Но это не облегчает отслеживание всей этой энергии до её источника. Сигналы гамма-излучения GRB ослабевают по мере того, как они путешествуют через космос, и, по-видимому, происходят далеко за пределами Млечного Пути — галактики шириной в 100 000 световых лет. Например, BOAT находился примерно в 2,4 миллионах световых лет от Земли.
Астрономы считают, что существует два основных типа GRB, ни один из которых не является долгоживущим. Начальная фаза кратковременного GRB длится от нескольких секунд до нескольких миллисекунд и, как полагают, образуется в результате слияния нейтронных звёзд. Тем временем длительные GRB (такие как BOAT) длятся несколько минут и, по-видимому, происходят от крупнейших во Вселенной сверхновых — тех, которые порождают чёрные дыры. В любом случае их послесвечения могут сохраняться в течение нескольких часов или даже месяцев, предоставляя исследователям время для сбора как можно большего количества данных.
Хотя GRB начинаются с ослепительных вспышек гамма-излучения, их послесвечения охватывают несколько длин волн энергии. Это послесвечение стало ключом к анализу BOAT и его последствий.
Аномалия GRB
После того как космический телескоп NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope и обсерватория Swift обнаружили BOAT, международная команда астрономов из обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на Ла-Пальме, Испания, быстро направила свой прототип большого телескопа (LST-1) в его сторону.
Хотя LST-1 технически всё ещё находился в стадии ввода в эксплуатацию, а полная луна затрудняла наблюдения, исследователи отслеживали активность BOAT в течение 20 дней. Этот расширенный сеанс мониторинга позволил им определить верхние пределы мощности гамма-излучения, а также выявить потенциальные свойства формирования.
Однако то, что увидели астрономы, противоречило одной из преобладающих моделей энерговыделения GRB. Независимо от первопричины, GRB всегда выбрасывает чрезвычайно быструю струю ионизированной плазмы или газа, но форма этих струй остаётся неясной. Одна из предыдущих теорий рассчитала, что плазменные лучи GRB излучают в Т-образной структуре — центральный конус высокоскоростного вещества окружён более широким распространением медленно движущегося вещества. Вместо этого BOAT, по-видимому, подпитывался одной струёй, содержащей высокоскоростную центральную струю, окружённую более медленным веществом.
Ещё многое предстоит узнать о GRB, включая точные механизмы их формирования. Они не могут все быть такими драматичными, как BOAT — астрономы считают, что подобные по размеру GRB происходят только раз в 10 000 лет, — но каждое обнаруженное событие — это возможность лучше понять некоторые из самых напряжённых моментов во Вселенной.