Астрономия и космос

На Землю обрушился самый яркий гамма-всплеск за всю историю цивилизации

НАСА подтвердило, что 9 октября 2022 года Солнечная система была поражена гамма-всплеском, который был ярче любого подобного события с момента зарождения человеческой цивилизации. Такие события могут происходить не чаще, чем один раз в 10 000 лет. Астрономы назвали его BOAT — самым ярким за все время (brightest of all time).

Гамма-всплески (GRB) являются одними из самых мощных взрывов со времен Большого взрыва. По данным НАСА, 8 октября 2022 года первый признак того, что событие, происходящее 1 раз в 10 000 лет, приближается к нашей Солнечной системе, произошел на расстоянии 32 миллиардов км.

Тогда приборы космического зонда «Вояджер-1» обнаружили внезапный скачок высокоэнергетических частиц в виде самого яркого гамма-всплеска за всю историю наблюдений — звездный ветер пролетел мимо зонда, чтобы пронестись по внутренней солнечной системе 30 часов спустя, ослепив многие космические датчики, поскольку их рабочие пределы были превышены в течении 10 часов.

Данные, полученные с помощью космического гамма-телескопа Ферми, обсерватории Нила Свифта и российским прибором «Конус» на космическом аппарате НАСА «Wind», определили, что источник вспышки, обозначенный GRB 221009A, исходит из точки в созвездии Стрелы на расстоянии 2,5 миллиарда световых лет, который произошел 1,9 млрд. лет назад.

Мало того, что всплеск был в 70 раз ярче, чем что-либо прежде, он также охватывал 15 звездных величин электромагнитного спектра от радио до гамма-лучей.

С этим типом гамма-всплесков астрономы ожидают обнаружить яркую сверхновую через несколько недель, но пока это оказалось неуловимым. Одна из причин заключается в том, что гамма-всплеск появился в той части неба, которая находится всего в нескольких градусах над плоскостью нашей собственной галактики, где густые пылевые облака могут сильно затуманивать падающий свет.

составляющие длинного гамма-всплеска
На этой иллюстрации показаны составляющие длинного гамма-всплеска. Ядро массивной звезды (слева) коллапсировало, образовав черную дыру, которая посылает струю частиц, летящих через коллапсирующую звезду в космос почти со скоростью света. Излучение по всему спектру возникает из-за горячего ионизированного газа (плазмы) вблизи новорожденной черной дыры, столкновений между оболочками быстро движущегося газа внутри джета (внутренние ударные волны) и от передней кромки джета, когда он взаимодействует с окружающей средой (внешние волны). Предоставлено: NASA Goddard Space Flight Center.

Сигнал от GRB 221009A путешествовал около 1,9 миллиарда лет, прежде чем достиг Земли, что делает его одним из ближайших известных «длинных» гамма-всплесков, чье начальное или мгновенное излучение длится более двух секунд.

Астрономы считают, что такие вспышки представляют собой «родовые крики» черных дыр, образовавшихся, когда ядра массивных звезд разрушаются под собственным весом.

Быстро поглощая окружающее вещество, черная дыра выбрасывает в противоположных направлениях струи (джеты), содержащие частицы, разогнавшиеся почти до скорости света. Эти джеты пронзают звезду, испуская рентгеновские и гамма-лучи, устремляясь в космос.

Всплеск также позволил астрономам исследовать далекие пылевые облака в нашей собственной галактике. По мере того, как рентгеновские лучи двигались к нам, некоторые из них отражались от слоев пыли, создавая протяженные «световые эхо» первоначального взрыва в виде рентгеновских колец, расширяющихся от места взрыва. Рентгеновский телескоп Neil Gehrels Swift Observatory обнаружил наличие серии эхо-сигналов.

Подробное наблюдение с помощью телескопа XMM-Newton ЕКА (Европейского космического агентства) вместе с данными Swift показало, что эти необычные кольца были созданы 21 отдельным пылевым облаком.

«То, как пылевые облака рассеивают рентгеновские лучи, зависит от их расстояний, размеров пылинок и энергии рентгеновского излучения», — пояснил Серджио Кампана, директор по исследованиям обсерватории Брера и Национального института астрофизики в Мерате, Италия.

излучение BOAT
На этой диаграмме излучение BOAT сравнивается с пятью предыдущими рекордными длинными гамма-всплесками. BOAT был настолько ярким, что ослепил большинство гамма-инструментов в космосе, но ученые смогли восстановить его истинную яркость по данным обсерватории Ферми.

«Мы смогли использовать кольца, чтобы реконструировать часть быстрого рентгеновского излучения вспышки и определить, где в нашей галактике расположены пылевые облака».

GRB 221009A — это всего лишь седьмой гамма-всплеск, демонстрирующий рентгеновские кольца. Эхо исходило от пыли, расположенной на расстоянии от 700 до 61 000 световых лет. Самые далекие отголоски — отчетливые на другой стороне нашей галактики Млечный Путь — также находились на высоте 4600 световых лет над центральной плоскостью галактики, где находится Солнечная система.

Наконец, всплеск дает возможность исследовать большой космический вопрос. «Мы думаем о черных дырах как о всепоглощающих вещах, но возвращают ли они энергию обратно во вселенную?» — спросила Микела Негро, астрофизик из Университета Мэриленда и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.

Ее команда смогла исследовать пылевые кольца с помощью Imaging X-ray Polarimetry Explorer, чтобы увидеть, как было организовано быстрое излучение, что может дать представление о том, как формируются джеты. Кроме того, небольшая степень поляризации, наблюдаемая в фазе послесвечения, подтверждает, что астрономы видели джет почти в лоб.

Результаты были опубликованы в Astrophysical Journal Letters.

Источник
Astrophysical Journal Letters
Показать больше
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Back to top button