Учёные получили убедительное доказательство самого мощного космического взрыва, который произошёл на этот раз на нашем космическом «заднем дворе».
Используя высокоэнергетическую стереоскопическую систему (H.E.S.S.), исследовательская группа зарегистрировала самое мощное энергетическое излучение и самое длительное гамма-послесвечение гамма-всплеска (GRB), когда-либо наблюдавшееся. Полученные результаты ставят под сомнение сложившуюся теорию GRB.
«Гамма-всплески — это яркие рентгеновские и гамма-вспышки, наблюдаемые на небе, испускаемые отдалёнными внегалактическими источниками, — говорится в заявлении одного из авторов статьи, учёного DESY Сильвии Чжу. — Они являются самыми большими взрывами во Вселенной и связаны с коллапсом быстро вращающейся массивной звезды в чёрную дыру».
«Часть освобождённой гравитационной энергии питает ультрарелятивистскую взрывную волну. Эмиссия делится на две фазы: начальную хаотическую фазу продолжительностью в десятки секунд, за которой следует длительная, плавно затухающая фаза послесвечения».
Впервые этот GRB был зафиксирован 29 августа 2019 года, когда космические телескопы «Ферми» и «Свифт» обнаружили всплеск гамма-лучей, исходящих от созвездия Эридана, говорится в заявлении.
Этот всплеск, получивший название GRB 190829A, был одним из ближайших GRB, наблюдавшихся до настоящего времени. Он находился всего в одном миллиарде световых лет от Земли, в то время как другие GRB, как правило, находятся на расстоянии около 20 миллиардов световых лет.
«Мы действительно сидели в первом ряду, когда случился этот гамма-всплеск», — сказал соавтор Эндрю Тейлор из DESY в заявлении.
Исследовательская группа сразу же обнаружила источник, когда он стал видимым для H.E.S.S. телескопов.
«Мы могли наблюдать послесвечение в течение нескольких дней и до беспрецедентных энергий гамма-излучения», — добавил Тейлор.
Довольно небольшое расстояние до этого GRB позволило провести детальные наблюдения спектра послесвечения в очень высокоэнергетическом диапазоне. Команда смогла следить за послесвечением в течение трёх дней после взрыва.
«Мы могли определить спектр GRB 190829A вплоть до 3,3 тераэлектронвольта, это примерно в триллион раз больше энергии, чем у фотонов видимого света», — говорится в заявлении соавтора Эдны Руис-Веласко из Института ядерной физики Макса Планка в Гейдельберге.
«Что является таким исключительным в этом гамма-всплеске — это то, что он произошёл на нашем космическом заднем дворе, где фотоны с очень высокой энергией не были поглощены в столкновениях с фоновым светом на пути к Земле, как это происходит на больших расстояниях в космосе».
Устоявшиеся теории GRB в целом сходятся во мнении, что рентгеновское излучение происходит от синхротронного излучения ультрарелятивистских электронов в сильных магнитных полях GRB.
Однако весьма маловероятно, что этот механизм непосредственно произведёт наблюдаемые гамма-лучи очень высокой энергии даже для самых мощных взрывов, говорится в заявлении. Это обусловлено «пределом выгорания», который определяется балансом ускорения и охлаждения частиц в источнике.
Производство гамма-лучей очень высокой энергии посредством синхротронного излучения требует, чтобы электроны имели энергии, превышающие предел выгорания.
Вместо этого современные теории предполагают, что гамма-лучи очень высокой энергии вырабатываются синхротронным само-Комптоном — процессом, в котором быстрые электроны сталкиваются с синхротронными фотонами и повышают их до энергий гамма-лучей.
Однако наблюдения послесвечения GRB 190829A теперь показывают, что и рентгеновские, и гамма-лучи замирали синхронно, и гамма-спектр соответствовал экстраполяции рентгеновского спектра.
В заявлении поясняется, что это бросает вызов синхротронному само-Комптоновскому происхождению гамма-эмиссии очень высокой энергии.
«Наши наблюдения выявили любопытное сходство между рентгеновским излучением и гамма-излучением очень высокой энергии всплеска послесвечения», — добавил Чжу.
Поэтому новые результаты убедительно указывают на то, что рентгеновские лучи и гамма-лучи очень высокой энергии в этом послесвечении были созданы, следуя одному и тому же механизму, говорится в заявлении.
«Довольно неожиданно наблюдать такие удивительно похожие спектральные и временные характеристики в диапазонах рентгеновской и гамма-излучения очень высокой энергии, если излучение в этих двух энергетических диапазонах имело разное происхождение», — говорится в заявлении соавтора Дмитрия Хангуляна из Университета Риккё в Токио.
Полученные данные свидетельствуют о том, что, согласно заявлению, необходимо дальнейшее изучение выбросов сверхвысокоэнергетического GRB после свечения. Более ранние обнаружения GRB с очень высокой энергией происходили гораздо дальше во Вселенной; их послесвечение можно было наблюдать только в течение нескольких часов.
«Заглядывая в будущее, перспективы обнаружения гамма-всплесков приборами следующего поколения вроде Массива телескопов Черенкова, строящегося в настоящее время в Чилийских Андах и на Канарском острове Ла-Пальма, выглядят многообещающе», — говорит в сообщении пресс-секретарь Х.Е.С. С. Стефан Вагнер из Landessternwarte Heidelberg.
«Общее обилие гамма-всплесков заставляет нас ожидать, что регулярные обнаружения в полосе с очень высокой энергией станут довольно распространёнными, помогая нам полностью понять их физику».
Статья о новом исследовании была опубликована в журнале Science.
Источник: The Epoch Tmes
__________
Чтобы оперативно и удобно получать все наши публикации, подпишитесь на канал Epoch Times Russia в Telegram
