Вероятность того, что первая обнаруженная линия излучения является шумовой флуктуацией, составляет один шанс из полумиллиарда.
Ученые были в полном смятении с тех пор, как в октябре 2022 года несколько космических детекторов зафиксировали мощный гамма-всплеск (GRB) — настолько мощный, что астрономы прозвали его BOAT (Самый яркий за все время). Теперь международная группа астрономов проанализировала необычный энергетический пик, обнаруженный космическим гамма-телескопом НАСА «Ферми», и пришла к выводу, что это был спектр излучения, говорится в новой статье, опубликованной в журнале Science. По словам авторов, это первая высокодостоверная линия излучения, обнаруженная за 50 лет изучения гамма-всплесков.
Как сообщалось ранее, гамма-всплески — это взрывы чрезвычайно высокой энергии в далеких галактиках, длящиеся от нескольких миллисекунд до нескольких часов. Существует два класса гамма-всплесков. Большинство из них (70%) — это длинные вспышки, длящиеся более двух секунд, часто с ярким послесвечерним свечением. Обычно они связаны с галактиками с быстрым звездообразованием. Астрономы полагают, что длительные вспышки связаны с гибелью массивных звезд, которые коллапсируют, образуя нейтронную звезду или черную дыру (или, как вариант, новообразованный магнетар). Молодая черная дыра будет производить струи высокоэнергетических частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, достаточно мощные, чтобы пронзить останки звезды-прародительницы, испуская рентгеновские и гамма-лучи.
Эти гамма-всплески, длящиеся менее двух секунд (около 30 процентов), считаются короткими вспышками, обычно исходящими из областей с очень слабым звездообразованием. Астрономы полагают, что эти гамма-всплески являются результатом слияния двух нейтронных звезд или слияния нейтронной звезды с черной дырой, образующей «килоновую звезду». Эта гипотеза была подтверждена в 2017 году, когда коллаборация LIGO зафиксировала гравитационно-волновой сигнал о слиянии двух нейтронных звезд, сопровождающийся мощными гамма-всплесками, связанными с килоновой звездой.
Читать далее
Гамма-всплеск BOAT был вызван сверхновой, подтверждают данные JWST
В прошлом году было опубликовано несколько статей, в которых сообщалось о результатах анализа всех данных наблюдений. Эти результаты подтвердили, что GRB 221009A действительно был КОРАБЛЕМ, который казался особенно ярким, потому что его узкая струя была направлена прямо на Землю. Но различные анализы также дали несколько неожиданных результатов, которые озадачили астрономов. Прежде всего, сверхновая должна была вспыхнуть через несколько недель после первоначальной вспышки, но астрономы не обнаружили ни одной, возможно, потому, что она была очень слабой, а густые пылевые облака в этой части неба затемняли любой падающий свет.
Ранее в этом году астрономы подтвердили, что КОРАБЛЬ произошел от сверхновой, благодаря характерным признакам таких ключевых элементов, как кальций и кислород, которые можно было бы ожидать обнаружить в сверхновой. Однако они не нашли доказательств присутствия ожидаемых тяжелых элементов, таких как платина и золото, что дает ответ на давний вопрос о происхождении таких элементов во Вселенной. Возможно, ЛОДКА просто особенная в этом отношении; дальнейшие данные расскажут нам больше.
“У меня мурашки побежали по коже”.
По мнению авторов, недавно обнаруженная спектральная эмиссионная линия, вероятно, была вызвана столкновением вещества и антиматерии, в результате чего образовалась пара гамма-лучей, смещенных синим цветом в сторону более высоких энергий, поскольку мы смотрим на джет. Наличие спектрального излучения, связанного с гамма-всплесками, важно, поскольку оно может пролить свет на конкретные химические вещества, участвующие во взаимодействии. Ранее проводились исследования, в которых сообщалось о возможных признаках линий поглощения или излучения в других гамма-всплесках, но обычно они оказывались статистическим шумом.
По словам соавтора исследования Ома Шарана Салафии из обсерватории INAF-Брера в Милане, Италия, с этим последним обнаружением дело обстоит иначе, и он добавил, что вероятность того, что это окажется статистическим колебанием, «составляет менее одного шанса из полумиллиарда». Его коллега и соавтор из INAF Мария Эдвиг Равазио (Maria Edvige Ravasio) сказала, что, когда она впервые увидела сигнал, «у меня мурашки побежали по коже».
Почему астрономам потребовалось так много времени, чтобы обнаружить его? Когда в 2022 году произошло первое извержение, оно переполнило большинство космических детекторов гамма-излучения, включая космический телескоп «Ферми», из-за чего они не смогли измерить наиболее интенсивную часть этого взрыва. Эмиссионная линия появилась только через добрых пять минут после вспышки, когда она достаточно потускнела, чтобы Ферми смог провести измерение. Спектральное излучение длилось около 40 секунд и достигло максимальной энергии около 12 МэВ, по сравнению с 2 или 3 МэВ для видимого света, согласно авторам.
Наука, 2024. DOI: 10.1126/science.adj3638 (О DOI).
