2 июля 2025 года гамма-обсерватория Ферми (Fermi Gamma-ray Burst Monitor, Fermi-GBM), принадлежащая NASA, зафиксировала сигналы, которые продолжались около трёх часов и, по всей видимости, исходили из одного и того же источника. Когда учёные сопоставили эти данные с сигналами, полученными с помощью других инструментов, таких как широкоугольный рентгеновский телескоп Einstein Probe (EP) и российский гамма-спектрометр Konus-Wind, они обнаружили, что имеют дело с самым продолжительным гамма-всплеском (GRB), который когда-либо был зарегистрирован.
Продолжительность события GRB 250702B составила около 25 000 секунд (примерно семь часов), что на 10 000 секунд больше, чем у предыдущего рекордсмена — GRB 111209A.
Большинство зарегистрированных ранее GRB длились от менее чем секунды до нескольких минут. Поэтому такие продолжительные всплески мощного гамма-излучения в космосе редки. Однако они случаются, и в большинстве случаев учёные находят для них разумные объяснения. Большинство долгоживущих GRB были связаны с коллапсом массивных звёзд, называемых коллапсарами, а короткие GRB — со слияниями нейтронных звёзд.
Но когда учёные рассчитали различные свойства GRB 250702B, они не совсем вписались в рамки предыдущих объяснений происхождения GRB.
В новом препринте, опубликованном на arXiv, группа из более чем 50 учёных объединилась, чтобы выяснить, как, почему и где возник GRB 250702B. В статье команда проанализировала все доступные данные, объединив световые кривые и спектральные данные, чтобы охарактеризовать продолжительность события, изменчивость и энергетику. Затем они рассмотрели различные возможные сценарии, которые могут привести к различным типам событий GRB, чтобы определить, какой из них лучше всего соответствует сценарию, представленному GRB 250702B.
Данные GRB 250702B показали, что у него необычно высокая пиковая энергия и минимальная временная шкала изменчивости (MVT) около одной секунды или 0,5 секунды в его системе отсчёта. MVT даёт некоторое представление о массе «звёздного двигателя», то есть помогает определить, какие структуры, такие как звёзды или чёрные дыры, задействованы.
«Мы обнаружили жёсткий спектр, субсекундную изменчивость и высокую общую энергию, которые, как известно, возникают только из ультрарелятивистских струй, питаемых быстро вращающимся центральным двигателем звёздной массы. Эти свойства и экстремальная продолжительность вместе несовместимы со всеми подтверждёнными источниками гамма-всплесков и почти со всеми моделями, представленными в литературе», — пишут авторы исследования.
Модели, включающие коллапсары, не сработали из-за сверхдлинной продолжительности, поскольку существует верхний предел времени коллапсаров из-за того, что вся звезда «разваливается».
Авторы исключают ряд возможностей: «Рентгеновские двойные и другие галактические источники исключены из-за наших фотонов с энергией около 10 МэВ в системе отсчёта и идентификации галактики-хозяина в работе Левана и его команды. Гигантские вспышки магнетаров и слияния нейтронных звёзд исключены из-за недостаточной продолжительности на порядки. Слияния белых карликов, коллапсары с углеродом и кислородом, гелиевые коллапсары и слияния двойных гелиевых звёзд исключены, потому что их продолжительность не может воспроизвести общее время центрального двигателя примерно на два порядка величины, и потому что каждый из них предсказал бы пиковую мощность на ранних этапах, в отличие от значительной задержки до пиковой мощности, наблюдаемой в GRB 250702B».
Идея о том, что гамма-всплеск связан со сверхмассивной чёрной дырой в центре другой галактики, также была исключена. Данные показали, что, хотя GRB 250702B находился в другой далёкой галактике, он не был расположен в центре этой галактики.
В конечном счёте все объяснения происхождения оказались несостоятельными, кроме одного. Команда обнаружила, что событие лучше всего объясняется «моделью слияния гелиевых звёзд», в которой чёрная дыра падает в раздувшуюся звезду и поглощает её изнутри, высвобождая энергию в течение длительного периода, а затем происходит взрыв сверхновой. Эти два объекта существуют в двойной системе, и когда звезда начинает расширяться, сжигая водород и гелий, это может изменить положение чёрной дыры, заставляя её упасть в раздувшуюся звезду.
Группа надеется увидеть больше подобных событий в будущем, чтобы развить эту захватывающую новую идею. Новые телескопы, такие как Legacy Survey of Space and Time обсерватории Веры Рубин, в сочетании с уже используемыми, могут сделать это возможным.