Астрономи виявили загадковий космічний вибух

Спалахи гамма-випромінювання є найсильнішими вибухами у Всесвіті, які зазвичай спричинені колапсом зірок або зіткненням компактних залишків зірок. Однак нещодавнє відкриття поставило під сумнів це розуміння, оскільки воно не вписується ні в одну з цих категорій. Астрономи з Інституту Нільса Бора відіграли важливу роль у цьому дослідженні, яке має потенціал для перегляду поточних теорій про ці потужні події.

Даніеле Бйорн Малесані проводив планове подальше спостереження гамма-спалаху під назвою GRB 211211A за допомогою Північного оптичного телескопа на Канарському острові Ла-Пальма. Стандартна процедура після отримання текстового повідомлення, яке автоматично запускається космічним кораблем «Обсерваторія Ніла Герельса Свіфта», який стежить за небом на наявність гамма-спалахів.

Але щось було не так…

Малесані — астроном з Університету Радбауд у Нідерландах і запрошений дослідник у Центрі космічного світанку в Копенгагені. Він експерт із гамма-спалахів, найенергетичніших вибухів у Всесвіті. Але щоб зрозуміти, що було не так, давайте спочатку подивимося, що таке «гамма-спалах»:

Яскравий, як сам Всесвіт

Спалахи гамма-випромінювання — це короткі та надяскраві спалахи найенергетичнішої форми світла — гамма-променів. Здебільшого їх виявляють у дуже віддаленому Всесвіті, вони, як правило, поділяються на дві категорії, які, як вважають, виникають із двох різних фізичних сценаріїв:

«Довгі» спалахи зазвичай тривають від кількох секунд до кількох хвилин, але часто супроводжуються більш тривалим післясвітом менш енергійного світла. Вони зустрічаються в областях галактик, де найбільше зореутворюється, і вважаються результатом колапсу масивної зірки в компактну нейтронну зірку або чорну діру, викидаючи свої зовнішні частини під час величезного вибуху, схожого на наднову.

«Короткі» сплески ще більш швидкоплинні, з типовою тривалістю від 1/10 до 1 секунди. Їх часто можна побачити зміщеними від галактичних центрів або навіть за межами галактик. Що переважає теорія полягає в тому, що вони є результатом двох масивних зірок, які обертаються навколо одна одної в «подвійній» системі. У якийсь момент вони вибухають у вигляді наднових, викидаючи їх із галактики-господаря. Зрештою, однак, два об’єкти зіллються по спіралі, що призведе до спалаху гамма-випромінювання.

В обох випадках виділяється неймовірна енергія: на піку вони можуть сяяти так само яскраво, як усі зірки у спостережуваному Всесвіті разом узяті (якщо припустити, що вони однаково випромінюють світло в усіх напрямках; насправді вони, швидше за все, дещо менш яскраві)., але випромінюють більшу частину свого світла у вузьких струменях, де ми випадково знаходимося в цьому напрямку).

Загадкові гамма-спалахи

Гамма-спалахи були вперше виявлені в 1967 році супутником Vela, створеним для спостереження за небом на предмет можливих випробувань ядерної зброї, що було б порушенням Договору про заборону ядерних випробувань 1963 року. У 1990-х роках більш чутливі космічні обсерваторії, які вперше вважали, що вони походять із сусідніх джерел у нашій галактиці, показали, що вони мають бути далеко за межами Чумацького Шляху , поширеного по всьому Всесвіту.

Короткочасний характер спалахів ускладнював їх вивчення, але з кінця 1990-х років астрономи також змогли виявити їх менш енергетичне післясвітіння, від рентгенівських променів до оптичного світла та інфрачервоного випромінювання, що допомогло встановити теорію їх походження.

Гамма-спалахи бувають двох варіантів, «коротких» і «довгих», які, як вважалося, виникли в результаті двох різних фізичних механізмів, а саме злиття двох компактних об’єктів і колапсу масивної зірки, відповідно. . Завдяки новим спостереженням ця теорія зараз піддається сумніву.

Змішані сигнали

Тож у чому була проблема зі сплеском Малесані, GRB 211211A? Що ж, здавалося, він не підходить ні до однієї, а може, до обох цих категорій. «Спостереження показали, що сплеск виник за межами галактики, типовою для розміщення коротких спалахів. Але замість того, щоб бути мілісекундою чи кількома секундами, цей звір тривав майже хвилину», — каже Малесані.

Своєрідна подія спонукала міжнародну групу астрономів на чолі з Джилліан Растінеджад з Північно-Західного університету (США) розпочати інтенсивну кампанію з вивчення цього дивного об’єкта. Ці спроби призвели до абсолютно несподіваного відкриття так званої кілонової, яскравого доказу зіткнення двох нейтронних зірок або нейтронної зірки та чорної діри. Подвійні злиття нейтронних зірок широко вважаються прабатьками коротких гамма-спалахів. Чому замість цього послідував довгий сплеск, спантеличило астрономів.