Астрофизики Северо-Западного университета раскрыли загадку происхождения ярчайшего гамма-всплеска за всю историю наблюдений, который наблюдался в октябре 2022 года и получивший обозначение BOAT (англ. brightest of all time). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Гамма-всплески представляют собой ярчайшие электромагнитные события, происходящие во Вселенной, когда за несколько секунд вспышки высвобождается столько энергии, сколько Солнце испустило бы за 10 миллиардов лет. Мощный взрыв BOAT или GRB 221009A произошел примерно в 2,4 миллиарда световых лет от Земли, в направлении созвездия Стрелец и длился несколько сотен секунд.
Ученые обнаружили признаки сверхновой, связанную с BOAT, с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба примерно через 170 дней после взрыва. Предполагается, что подобный взрыв сверхмассивной звезды должен породить тяжелые элементы, такие как платина и золото, в результате r-процесса (быстрого захвата нейтронов атомными ядрами).
Исследователи не обнаружили следов тяжелых элементов, и это означает, что чрезвычайно энергичные гамма-всплески, такие как BOAT, не производят эти элементы. Это опровергает гипотезу, согласно которой элементы с большим числом нейтронов образуются в результате коллапса быстро вращающейся массивной звезды. Однако возможно, что менее яркие гамма-всплески являются источниками тяжелых атомов наряду с гиперновыми — событиями слияния двух нейтронных звезд, для которых наличие r-процесса было подтверждено.
В будущих исследованиях ученые планируют изучить, как обычная сверхновая и сверхъяркий гамма-всплеск мог быть произведен одной и той же звездой. Возможно, это связано с формой и структурой релятивистских джетов, возникающих при коллапсе звезды в черную дыру. Тогда большое количество излучение фокусируется в относительно узкий луч, который может быть направлен в сторону Земли.