Астрономы представили новое объяснение природы самого длинного из известных гамма-всплесков GRB 250702B, который длился около суток. Его свойства лучше всего вписываются в модель падения на гелиевую звезду черной дыры звездной массы, в результате чего произошел взрыв и формирование аккреционного диска и узких джетов. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.
Гамма-всплески обычно делятся на короткие и длинные, в зависимости от того, длятся ли они больше или меньше двух секунд. Однако не так давно была открыта малочисленная популяция сверхдлинных гамма-всплесков (более тысячи секунд), которые трудно объяснить в рамках традиционных теорий, используемых для интерпретации остальных гамма-всплесков: гибель массивной звезды с рождением компактного объекта, слияние компактных объектов или приливное разрушение звезды сверхмассивной черной дырой.
Группа астрономов во главе с Элизой Найтс (Eliza Neights) из Университета Джорджа Вашингтона опубликовала результаты анализа данных мультиволновых наблюдений за самым длинным из обнаруженных на сегодня гамма-всплеском GRB 250702B. Целью работы было построение модели, наиболее точно объясняющей природу и необычные свойства всплеска.
GRB 250702B был зарегистрирован 2 июля 2025 года, когда в течение нескольких часов были обнаружены три вспышки гамма-излучения. При этом оказалось, что источник был активен в гамма-диапазоне еще с 1 июля. Суммарная наблюдаемая длительность регистрации гамма-излучения от источника составила от 25 до 30 тысяч секунд, что в существенно превышает рекорд, принадлежавший всплеску GRB 111209A. Всплеск GRB 250702B также характеризуется отсутствием спектральной задержки (разницей по времени между кривыми блеска гамма-всплеска в разных диапазонах энергий квантов), переменностью излучения на субсекундных масштабах, отсутствием квазипериодических колебаний излучения и энерговыделением, похожим на значения для длинных гамма-всплесков. Источник всплеска находится в галактике на красном смещении 1,036, смещен от ее центра и попадает в область звездообразования.
Ученые рассмотрели ряд моделей для объяснения природы GRB 250702B и последовательно исключили рентгеновские двойные системы, гигантские вспышки магнитаров, слияния белых карликов, гелиевых или нейтронных звезд, а также приливные разрушения звезд сверхмассивными черными дырами. Исследователи также отвергли ранее предложенную модель приливного разрушения белого карлика черной дырой промежуточной массы. Интересно выглядели модели коллапсаров, однако для них требовалось объяснение аномально большой длительности всплеска.
В итоге ученые остановились на модели эволюции двойной системы, включающей в себя гелиевую звезду и компактный объект в виде нейтронной звезды или, что кажется более предпочтительным, быстро вращающейся черной дыры звездной массы. Гелиевая звезда представляет собой ядро массивной звезды на этапе общей оболочки, в этом случае орбита двойной системы может так сжаться в ходе эволюции массивной звезды, что черная дыра упадет на ядро, что будет сопровождаться взрывом последней и формированием аккреционного диска и узких ультрарелятивистских джетов.
Самым ярким гамма-всплеском за все время наблюдений стал GRB 221009A, зафиксированный три года назад. Излучение шло до нас почти два миллиарда лет и породило рентгеновское эхо и возмущения ионосферы Земли, а необычные свойства всплеска объяснили структурированным джетом.