Астрономы разгадали тайну ярчайшего гамма-всплеска

Взрыв, вызванный смертью звезды, стал самым ярким из увиденных астрономами до сих пор
(иллюстрация NASA/Swift/Cruz Dewilde).

В первые международной команде астрономов во главе с экспертами из Университета Лестера (University of Leicester) удалось с помощью данных спутников и обсерваторий объяснить ярчайший гамма-всплеск (GRB) за всю историю.

Необычайно яркий гамма-всплеск, получивший название GRB 130427A, был зафиксирован орбитальной обсерваторией Swift. Космический гамма-телескоп Fermi зафиксировали 500 гамма-лучей, энергия 15 из которых превышала 10 ГэВ.

Взрыв, вызванный смертью звезды, стал самым ярким из увиденных астрономами до сих пор (иллюстрация NASA/Swift/Cruz Dewilde).

Новое исследование доказывает, что такая вспышка — результат чрезвычайно мощного взрыва звезды. Этот взрыв образовал струю материи, скорость движения которой была близка к скорости света. Причиной формирования этого явления был коллапс массивной звезды и образование чёрной дыры в её центре. Ударная волна создала светящуюся сферическую оболочку из обломков, которая наблюдалась как очень яркая сверхновая.

Исследователи считают, что далёкая звезда превышала по массе Солнце в 20-30 раз. В видимом диапазоне вспышка достигла седьмой звёздной величины. Её можно было даже наблюдать в бинокль с Земли. Видимый свет, радиоизлучение, гамма- и рентгеновские кванты наблюдались ещё на протяжении целых суток.
Событие произошло в галактике, расположенной в первой четверти видимой Вселенной. По сути, это достаточно далеко, однако данная гамма-вспышка произошла ближе, чем большинство подобных ей событий, наконец позволив учёным впервые пронаблюдать, как один объект может создавать и мощный гамма-всплеск, и сверхновую. Напомним, что гамма-всплески и сверхновые — самые ярчайшие явления в природе.

Схема наиболее распространённого типа образования гамма-всплеска. Взрыв массивной звезды образует чёрную дыру (слева), которая приводит в движение космические частицы. Излучение различных длин волн возникает из-за свечения горячего газа вблизи чёрной дыры (иллюстрация NASA Goddard Space Flight Center).

"Такие события могут произойти в любой галактике и в любое время, так что мы не можем предсказывать их заранее. Обычно нам удаётся обнаружить гамма-всплески на большом расстоянии, но они выглядят довольно слабыми, – рассказывает Пол О'Брайен (Paul O’Brien), профессор факультета физики и астрономии из университета Лестера. – Но этот взрыв преодолел лишь четверть пути через Вселенную, то есть выглядел довольно ярким. Также была создана и мощная сверхновая. Прежде ничего такого мы не наблюдали, так что мы ищем этому явлению подобающее объяснение".

Гамма-всплески являются относительно редким явлением, но изучение их поведения в экстремальных условиях позволяет исследователям проверять действие законов физики.

Небосклон до и после излучения, энергия которого превысила 100 МэВ (иллюстрация NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration).

"Быстрые реакции аппарата Swift позволили нам открыть для себя много новых и неожиданных аспектов гамма-всплесков, – говорит профессор Джулиан Осборн (Julian Osborne), глава команды Swift. – Эта ярчайшая вспышка — мощное подтверждение основной теории, свидетельствующая о том, что мы на верном пути к пониманию этих необыкновенных взрывов". Проще говоря, это исследование подтверждает, что свойства гамма-всплесков соответствуют тем, которые наблюдались у гораздо более далёких примеров.

Хотя этот всплеск и произошёл относительно близко к Земле, его энергия была поглощена атмосферой. Однако, если бы подобный взрыв приключился ближе к нашей планете, примерно за тысячу световых лет от нас, это могло бы привести к повреждению озонового слоя и губительным последствиям для земной жизни.
"Скорее всего, один такой близкий гамма-взрыв происходит раз в 500 миллионов лет, – считает О'Брайен. – В какой-то момент истории наша планета, вероятно, подверглась воздействию этого излучения и однажды подвергнется ещё раз. Правда, шансы, что это случится, пока живы мы с вами, крайне невелики".

О подробностях исследования можно прочитать в изданиях Science и The Astrophysical Journal Letters.

Также по теме:
Обнаружена новая самая большая космическая структура во Вселенной
Студент помог объяснить загадочное космическое явление
Учёные объяснили сильнейшие магнитные поля Вселенной
Астрономы зафиксировали поглощение звезды черной дырой 
Установлены причины загадочной космической катастрофы средних веков
На орбиту выведен новый гамма-телескоп

Сегодня