Астрономы изучили самый мощный взрыв в истории наблюдений, названный «Brightest Of All Time» (BOAT) или GRB 221009A, чтобы раскрыть загадки гамма-всплесков (GRB) — высокоэнергетических явлений, которые остаются одной из самых интригующих тайн космоса. Этот взрыв, возможно, самый масштабный со времён Большого взрыва, предоставил новые данные о природе этих феноменов.

Что такое гамма-всплески?

Гамма-всплески — это кратковременные выбросы высокоэнергетического излучения, которые по мощности превосходят всё, что может излучить Солнце за 10 миллиардов лет своей жизни. Они длятся от нескольких миллисекунд до нескольких минут, после чего оставляют затухающее послесвечение, которое может наблюдаться часами или даже месяцами. Источники GRB находятся за пределами Млечного Пути, но из-за огромных расстояний их сигнал ослабевает, что затрудняет определение их происхождения.

GRB делятся на два типа:

  • Долгие всплески (длительностью более 2 секунд) связаны со сверхновыми — взрывами массивных звёзд, оставляющих после себя чёрные дыры.
  • Короткие всплески (менее 2 секунд) возникают при столкновении нейтронных звёзд, приводящем к их слиянию.

BOAT, зарегистрированный 9 октября 2022 года, относится к долгим всплескам. Считается, что он был вызван взрывом сверхновой массивной звезды, расположенной в 2,4 миллионах световых лет от Земли, после которого осталась чёрная дыра звёздной массы.

Уникальность BOAT

BOAT выделяется среди других гамма-всплесков своей невероятной яркостью. Его обнаружили с помощью телескопов, включая космические аппараты NASA Fermi и Swift. После начального выброса гамма-излучения последовало послесвечение, видимое в разных диапазонах волн, что позволило изучать его с помощью наземных телескопов. Избыточный поток гамма-излучения указывает на сложную природу GRB, предполагая, что взрывы формируют многослойные струи, в которых частицы ускоряются до высоких энергий.

Наблюдения и открытия

Исследование BOAT проводилось с использованием прототипа телескопа Large-Sized Telescope (LST-1) на обсерватории Роке-де-лос-Мучачос в Ла-Пальме, Испания. Наблюдения начались через 32 часа после взрыва, в сложных условиях полнолуния, и продолжались 20 дней. Это позволило учёным установить верхние пределы высокоэнергетического гамма-излучения, что помогает уточнить механизмы формирования GRB.

Данные LST-1 показали, что BOAT был вызван многослойной струёй плазмы. В отличие от ранее предполагавшихся моделей, где струя напоминала цилиндр с «шляпой» из низкоэнергетических частиц, эта струя состоит из высокоскоростного центрального конуса, окружённого более медленным внешним слоем. Такое строение указывает на сложную природу «центрального двигателя», управляющего выбросами.

Значение исследования

Наблюдения BOAT не только раскрывают детали гамма-всплесков, но и демонстрируют возможности современных телескопов, таких как LST-1, для изучения высокоэнергетической Вселенной. В настоящее время на том же месте в Ла-Пальме строятся ещё три телескопа LST, а аналогичные инструменты возводятся в Чили. Эти массивы, расположенные в обоих полушариях Земли, позволят быстрее обнаруживать GRB и изучать их с большей точностью.

Итак…

Гамма-всплеск GRB 221009A, или BOAT, стал уникальной возможностью заглянуть в природу самых мощных взрывов во Вселенной. Его изучение показало, что гамма-всплески — это сложные явления, связанные с многослойными струями плазмы, выбрасываемыми при взрывах сверхновых или слияниях нейтронных звёзд. Новые телескопы и дальнейшие исследования помогут раскрыть ещё больше тайн этих космических феноменов, приближая нас к пониманию процессов, управляющих Вселенной.