Астрономы обнаружили высокоэнергетическое излучение после гамма-всплеска

Длинные гамма-всплески — это яркие вспышки внегалактических гамма-лучей, возникающие при коллапсе массивной звезды. Сам гамма-всплеск длится всего несколько секунд, но за ним следует послесвечение, которое может длиться часами или днями.

Астрономы, использующие стереоскопическую систему высоких энергий (H.E.S.S.), состоящую из пяти гамма-телескопов, расположенных в Намибии, теперь наблюдали послесвечение GRB 190829A, ближайшего длинного гамма-всплеска.

«Гамма-всплески (GRB) — это самые большие взрывы во Вселенной, связанные с коллапсом быстро вращающейся массивной звезды в черную дыру», — говорит Сильвия Чжу, астрофизик из Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY).

«Часть высвободившейся гравитационной энергии питает ультрарелятивистскую взрывную волну».

«Излучение делится на две отдельные фазы: начальная фаза хаотической быстрой реакции, длящаяся десятки секунд, за которой следует длительная, плавно затухающая фаза послесвечения».

Использовав систему телескопов H.E.S.S. , доктор Сильвия Чжу и ее коллеги наблюдали послесвечение GRB 190829A три ночи подряд.

Они зарегистрировали излучение с энергиями в несколько тераэлектронвольт в период с 4,3 часов до 55,9 часов после начала гамма-всплеска и определили его высокоэнергетический спектр.

Эти излучения имели аналогичные спектральные свойства и профили затухания с рентгеновским излучением от GRB 190829A.

«Наши наблюдения выявили любопытное сходство между рентгеновским излучением и гамма-излучением очень высоких энергий в послесвечении всплеска», — говорят ученые.

Астрофизики утверждают, что это спектральное поведение не соответствует нынешним моделям излучения для послесвечения гамма-всплесков, но предполагают, что более быстрая струя или другое распределение энергии испускаемых частиц может объяснить несоответствие.

«Довольно неожиданно наблюдать такие удивительно похожие спектральные и временные характеристики в рентгеновском диапазоне и гамма-диапазоне очень высоких энергий, если излучение в двух диапазонах энергии имело разное происхождение», — сказал Дмитрий Хангулян, астрофизик Университета Рикке.

«Это создает проблему для синхротронного самокомптоновского происхождения гамма-излучения очень высоких энергий».

Заглядывая в будущее, перспективы обнаружения гамма-всплесков с помощью инструментов следующего поколения, таких как массив черенковских телескопов, который в настоящее время строится в чилийских Андах и на Канарском острове Ла-Пальма, выглядят многообещающими.

Гамма-всплески обнаруживаются в больших количествах и астрономы ожидают, что регулярные обнаружения в диапазоне очень высоких энергий станут довольно обычным явлением, что поможет полностью понять их физику.

Исследование было опубликовано в выпуске журнала Science.