Астрономы обнаруживают самый энергичный гамма-всплеск, который когда-либо наблюдался.
Гамма-всплески являются наиболее энергичным явлением, известным человечеству. Хотя они недолговечны, они затмевают звезды и даже галактические квазары. Они обычно отображают энергии в области десятков гига-электрон-вольт, но впервые исследователи обнаружили гамма-всплеск в области тера-электрон-вольт. Этот уровень энергии давно теоретизируется, и это исследование показывает, что эти энергии могут быть более распространенными, чем считалось ранее.
В разгар холодной войны между Соединенными Штатами и бывшим Советским Союзом на орбите вокруг Земли находились спутники, единственной целью которых было следить за контрольной гамма-сигнатурой атомного взрыва. Время от времени эти спутники посылали оповещения своим диспетчерам, которые, без сомнения, карабкались, чтобы узнать, что видели глаза выше. Только в этих случаях не было никаких признаков ядерного взрыва, и из-за повторных наблюдений с нескольких спутников казалось, что сигналы не исходят с Земли, а фактически из космоса.
Так впервые были обнаружены гамма-всплески (GRB). Но потребовалось много лет, чтобы данные достигли научного сообщества, поскольку в то время они были строго засекречены. Перенесемся в современность, и теперь астрономы достаточно хорошо понимают эти высокоэнергетические явления. GRBs возникают в результате образования нейтронных звезд или черных дыр по мере коллапса умирающих звезд. Они вызваны истечением плазмы, выбрасываемой со скоростью света.
GRB сначала отдают свое присутствие короткими вспышками гамма-лучей с энергиями в области мегаэлектрон-вольт (МэВ) или миллионов электрон-вольт. Один электрон-вольт — это эквивалентная энергия, которую отдельный электрон получает при ускорении напряжением в один вольт. Горячий хвост коротких вспышек — это длительное послесвечение электромагнитного излучения от более слабых радиоволн до сильных гамма-лучей с энергиями гига-электрон-вольт (ГэВ) — миллиардов электрон-вольт. Это были самые высокие значения GRB, наблюдаемые до сих пор.
«Высокоэнергетические гамма-всплески с энергиями в области тера-электрон-вольт (ТэВ) (триллионы электрон-вольт) были предсказаны теоретически. Астрономы искали такие мощные вспышки в течение 15 лет », — сказал профессор Масахиро Тешима из Института исследований космических лучей Токийского университета. «Моя международная команда и я с гордостью объявляем об открытии первого гамма-всплеска с наблюдаемой энергией до 1 тера-электрон-вольт, гораздо более высоких фотонов, когда-либо обнаруженных с помощью GRB».
Данный GRB назван GRB190114C (как это наблюдалось 14 января 2019 года), и его впервые увидели два научных спутника на орбите вокруг Земли, Обсерватория Нейла Герлеса НАСА и Космический телескоп Ферми с гамма-лучами. Хотя приборы на них сделаны для того, чтобы видеть гамма-лучи, ни один из спутников не мог наблюдать сигнал ТэВ напрямую. Однако, когда они замечают какую-либо активность GRB, они сразу же сигнализируют о более универсальном наземном инструменте, который может, и это MAGIC.
MAGIC расшифровывается как телескоп Черенкова Major Gambma Imaging и обладает способностью обнаруживать высокоэнергетические гамма-лучи в области ТэВ. После того, как спутники поймали первоначальный всплеск, который не был чем-то необычным, MAGIC вовремя повернул два гигантских 17-метровых отражающих зеркала к источнику, чтобы увидеть послесвечение высокоэнергетического гамма-излучения с беспрецедентными 0,3-1 ТэВ. Это началось через минуту после взрыва и продолжалось еще около 20.
«Хотя это и ожидалось, обнаружение гамма-излучения ТэВ от гамма-всплесков было чрезвычайно сложной задачей. Это было наконец реализовано здесь с очень высоким значением впервые, после многих лет технических улучшений и самоотверженных усилий », — пояснил Тешима. «Продолжение работы с существующими гамма-телескопами, а также с новым строящимся массивом черенковских телескопов обещает дать новое физическое представление о самых ярких электромагнитных взрывах во Вселенной».
Чтобы узнать больше об этом открытии, прочитайте « Новая эра в науке о гамма-лучах» совместно с NASA Fermi, Swift Missions .
Ссылка: «Тераэлектронвольтное излучение от γ-всплеска GRB 190114C» от MAGIC Collaboration, 20 ноября 2019 г., Nature .
DOI: 10.1038 / s41586-019-1750-x