В 2022 году астрономы зафиксировали на небе необычайно яркую вспышку. Однако на поверхности Земли это никого не испугало, ведь это был всплеск в диапазоне гамма-излучения, не регистрируемом человеческим глазом. Однако ученые, проанализировавшие наблюдения, указывают, что вспышка была настолько сильной, что еще одна, вероятно, произойдет не менее чем через тысячу лет.
На масштаб события может указывать тот факт, что гамма-всплески сами по себе не являются необычными событиями. Все наоборот: гамма-всплески появляются на небе чуть ли не каждый день. Да, иногда они сильнее, иногда слабее, иногда послесвечение пропадает через несколько миллисекунд, а иногда через несколько часов. Однако это не меняет того факта, что во всем спектре электромагнитного излучения это самые яркие вспышки во Вселенной.
Астрономы, изучающие эти явления на протяжении многих десятилетий, очень рано заметили, что их количество не увеличивается в плоскости нашей галактики, поэтому их источники не связаны с Млечным Путем. Более поздние наблюдения послесвечения после гамма-всплесков, произведенные, в частности, в оптическом диапазоне показали, что их спектры смещены в красную сторону. Следовательно, это означает, что источники гамма-всплесков находятся далеко за пределами нашей галактики, скорее всего, в миллиардах световых лет от Земли. Они видны на Земле только потому, что во время одного взрыва, длящегося несколько секунд, выделяется энергия, сравнимая с энергией, излучаемой Солнцем за всю его прошлую и будущую жизнь.
Откуда берутся гамма-всплески?
Основным и наиболее распространенным источником гамма-всплеска является взрыв сверхновой или гиперновой в конце жизни очень массивной звезды. При таком взрыве после массивной звезды останется только нейтронная звезда или черная дыра. Более того, такой объект обычно испускает две противоположно направленные сильные струи вещества. Если эта струя оказывается направленной в сторону Земли, до нас доходит сильный поток гамма-лучей. Чуть более слабые вспышки могут быть вызваны столкновением или слиянием двух нейтронных звезд.
GRB 221009A: самый сильный из когда-либо наблюдавшихся гамма-всплесков?
В 2022 году астрономы заметили чрезвычайно мощный поток высокоэнергетических протонов, поражающий верхние слои атмосферы. Это излучение было испущено миллиарды лет назад при образовании черной дыры при взрыве сверхновой. В серии научных статей, описывающих это событие, ученые отмечают, что вспышка была настолько сильной, что ее яркость превышала шкалу детекторов гамма-излучения, установленных на борту спутников на околоземной орбите. Однако, поскольку яркость зашкаливала, ученые не смогли сразу оценить, насколько мощной была вспышка. По этой причине сразу же после получения информации о вспышке на ее источник было направлено множество других телескопов, наблюдающих за небом в диапазоне других диапазонов электромагнитного излучения.
Вся вспышка, наблюдавшаяся 9 октября 2023 года, длилась пять минут, а ее источник находился на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет. С одной стороны, это гигантское расстояние (примерно в 1000 раз дальше, чем Галактика Андромеды), с другой стороны, это один из самых близких наблюдаемых гамма-всплесков. Яркость гамма-всплеска была в 70 раз выше, чем у предыдущего рекордсмена, GRB 130427A, зарегистрированного 27 апреля 2013 года. Если исследователи не ошибаются, мы не увидим еще одну вспышку, подобную той, что была в октябре 2022 года, в нашей жизни.
Астрономы указывают, что взрыв сверхновой создал струи, которые были выброшены в сторону Земли, благодаря чему до нас дошел чрезвычайно мощный поток гамма-частиц. Однако по пути такая струя, испускаемая из окрестностей черной дыры, сталкивается со слоями материала, выброшенными стареющей звездой, прежде чем она взорвется. Это столкновение, однако, ответственно за образование своего рода послесвечения после гамма-взрыва. В случае GRB 221009A свечение было весьма своеобразным: оно было очень сильным в радио- и миллиметровом диапазонах, но очень слабым в видимом и рентгеновском диапазонах. Пока исследователи пытаются объяснить эту необычную характеристику послесвечения.