Самая яркая гамма

Смерть массивной звезды, расположенной далеко во Вселенной, повлияла на молнии на нашей планете и может рассказать нам о Млечном Пути.

В начале октября 2022 года волна высокоэнергетического излучения прокатилась по Земле в результате гамма-всплеска, одного из самых катастрофических и жестоких событий, которые может предложить космос. Астрономы быстро определили расстояние до него и обнаружили, что это самый близкий из когда-либо наблюдавшихся подобных всплесков: всего в двух миллиардах световых лет от Земли. Или, если хотите, в 20 миллиардах триллионов километров от нас, что составляет приличную долю размера наблюдаемой Вселенной.

Для астрономов «близко» означает нечто иное. С космической точки зрения этот объект был настолько близок, что его обнаружил целый флот обсерваторий как на Земле, так и над ней, и он уже принес настоящее научное сокровище. Но даже с такого огромного расстояния по человеческим меркам это было самое яркое событие такого рода, которое когда-либо наблюдалось в рентгеновских и гамма-лучах, достаточно яркое, чтобы люди могли заметить его излучение в видимом свете в меньшие любительские телескопы, и оно даже могло физически повлиять на нашу планету. верхняя атмосфера. Несмотря на это, этот гамма-всплеск не представляет для нас опасности. В любом случае, я рад, что они держат дистанцию.

Гамма-всплески, или гамма-всплески, представляют собой интенсивные вспышки гамма-лучей (формы света с самой высокой энергией), которые обычно длятся от долей секунды до нескольких минут. Гамма-всплески были загадкой для астрономов со времен холодной войны, когда первый из них был обнаружен в 1960-х годах с помощью орбитальных детекторов, ищущих ядерное оружие, испытанное на Земле или над ней. С тех пор было замечено более 1700 случаев. Тем не менее, потребовались десятилетия, чтобы закрепить любую из них в небе достаточно хорошо, чтобы наблюдать за ними с помощью более традиционных телескопов и лучше понять, что они из себя представляют. Даже тогда это было сложно, поскольку у каждого GRB есть свои особенности, из-за которых их сложно понять как группу.

Тем не менее, у нас есть приличное представление об их основной природе. Короткие всплески — обычно длительностью не более нескольких секунд — происходят от двух сверхплотных нейтронных звезд, сталкивающихся и выбрасывающих огромную энергию, тогда как длительные — длящиеся несколько минут — происходят от массивных звезд, взрывающихся в конце своей жизни. Ядро звезды коллапсирует, образуя черную дыру. Вокруг него быстро формируется вращающийся диск материала, который не был немедленно поглощен черной дырой, направляя в космос два луча интенсивной энергии, один из которых направлен вверх, а другой вниз, в сторону от диска. Они проедают умирающую звезду и извергаются наружу, в то время как остальная часть звезды взрывается как очень мощная сверхновая.

Энергия гамма-всплесков почти непостижима: за несколько секунд они могут излучать столько же энергии, сколько Солнце за всю свою жизнь в 12 миллиардов лет. Их сила исходит из их сосредоточенности; эти тонкие лучи концентрируют энергию взрыва в очень узком направлении. Если луч направлен в вашу сторону, вы увидите вспышку гамма-лучей, достаточно яркую, чтобы ее можно было обнаружить даже на расстоянии многих миллиардов световых лет. За пределами траектории вы видите более типичную сверхновую.

Несмотря на свою мощность, большинство всплесков находятся на таком огромном расстоянии от нас, что их свет резко тускнеет, и чтобы вообще их увидеть, необходим телескоп.

Получивший название GRB 221009A — в честь первого гамма-всплеска, замеченного 9 октября — его первоначальная вспышка была впервые обнаружена датчиками орбитального гамма-телескопа Ферми, разработанного специально для обнаружения и быстрого определения местоположения гамма-всплесков. Даже для длительного всплеска он был необычайно растянут. Еще один всплеск гамма-лучей был обнаружен обсерваторией Нила Герельса Свифта, еще одним орбитальным комплексом телескопов, предназначенных для наблюдения всплесков. Этот второй пик произошел почти час спустя, намного позже, чем обычно для подобных событий, что указывает на то, какой мощностью обладал этот конкретный гамма-всплеск.

Свифт немедленно разослал автоматическое предупреждение астрономам всего мира, которые в ответ навели свои телескопы на всплеск. Затухающее свечение видимого света, вызванное лучами, врезавшимися в материю, окружающую умирающую звезду, показало ее расстояние через космическое красное смещение (покраснение света, вызванное расширением самой Вселенной) и указало на то, что это был самый близкий гамма-всплеск, когда-либо наблюдавшийся.