Астрономы зафиксировали самый яркий гамма-всплеск на сегодняшний день
Гамма-всплески — это яркие рентгеновские и гамма-вспышки, испускаемые далекими внегалактическими источниками. Это одни из самых высокоэнергетичных событий во Вселенной. Они связаны с коллапсом быстро вращающейся массивной звезды в черную дыру. Часть высвобожденной гравитационной энергии уходит на формирование взрывной волны вещества, которая движется с околосветовой скоростью и генерирует коротковолновое излучение.
Излучение делится на две отчетливые фазы: начальная хаотическая быстрая фаза, длящаяся десятки секунд, за которой следует длительная, плавно затухающая фаза послесвечения. Но обычно даже эта фаза длится не более дня. В новой работе исследователи сообщают о событии GRB 190829A, которое они зафиксировали в конце августа 2019 года. Тогда ученые смогли наблюдать послесвечение в гамма- и рентгеновском диапазоне три дня.
Сравнительно небольшое расстояние до этого гамма-всплеска позволило ученым получить подробный спектр послесвечения, который представляет собой распределение энергий фотонов излучения. Команда могла следить за послесвечением вплоть до трех дней после того, как оно стало видимым с Земли. Результат оказался неожиданным: ученые выявили любопытное сходство между рентгеновской и гамма-составляющими послесвечения.
Современные теории предполагают, что обе составляющие излучения должны генерироваться в результате различных процессов: рентгеновская составляющая возникает при отклонении в сильных магнитных полях сверхбыстрых электронов. Казалось очень маловероятным, что даже самые мощные события во Вселенной могут ускорить электроны настолько, чтобы при их движении могли возникнуть гамма-лучи настолько высокой энергии.
Наблюдения послесвечения GRB 190829A показали, что оба компонента, рентгеновский и гамма, исчезают синхронно. Кроме того, гамма-спектр четко соответствовал экстраполяции рентгеновского спектра. Вместе эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что рентгеновские лучи и гамма-лучи очень высокой энергии при послесвечении возникли по одному и тому же механизму. Это создает проблемы для теорий, описывающих такие астрономические процессы.
Статья об открытии опубликована в журнале Science.
До сих пор астрофизики считали, что рентгеновская и гамма-составляющие мощных всплесков излучения возникают по разным механизмам. Зафиксированное два года назад событие показывает, что они могут возникать согласованно, но это не вписывается в современные теории