Гамма-всплески (GRBs) являются одним из самых энергичных явлений во Вселенной, а также одним из наименее исследованных. Эти взрывы энергии происходят, когда массивная звезда испускает сверхновую и испускает двойные пучки гамма-лучей, которые можно увидеть за миллиарды световых лет. Поскольку ученые тесно связаны с образованием черных дыр, ученые с большим интересом изучают этот редкий случай.
К сожалению, мало возможностей для этого появилось, поскольку GRB очень недолговечны (длятся всего несколько секунд), и большинство из них произошло в далеких галактиках. Но благодаря усилиям, использующим набор телескопов, астрономы смогли обнаружить GRB (обозначенный GRB 190114C) еще в январе 2019 года. Часть излучения от этой GRB была самой высокой из когда-либо наблюдаемых энергий, что делает это вехой в истории астрономии.
Исследование, описывающее эти результаты (под названием «Наблюдение обратных комптоновских излучений при длительном гамма-всплеске»), недавно появилось в журнале. Природа и должен появиться в журнале Астрономия и Астрофизика. Исследование было проведено Антонио де Угарте Постиго из Института астрофизики Андалусии и включало членов коллаборации MAGIC, НАСА и исследовательских институтов по всему миру.
Проще говоря, гамма-всплески на самом деле довольно распространены, встречаясь примерно один раз в день в наблюдаемой Вселенной. Но из-за их краткого и мимолетного характера было очень трудно обучить инструменты на источнике, прежде чем они исчезнут. Но с помощью нескольких телескопов, оптимизированных для обнаружения гамма-излучения, GRB 190114 был обнаружен как раз вовремя.
Сюда входили Обсерватория Нила Герилса Свифта НАСА, космический телескоп Gamma-Ray Fermi, а также наземные двойные телескопы Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC), которые расположены на Канарских островах Ла-Пальма и управляются Максом Планком. Институт физики (МПП).
Когда эти телескопы наблюдали GRB 190114C, они обнаружили, что некоторая часть высвобождаемой энергии измеряется в диапазоне 1 Тера электрон-вольт (ТэВ) - примерно в триллион раз больше энергии на фотон, наблюдаемой в видимом свете. Основываясь на предыдущих наблюдениях, астрономы подсчитали, что для достижения этого уровня энергии материал, испускаемый коллапсирующей звездой, должен был перемещаться со скоростью света 99,999%.
Другими словами, материал от умирающей звезды должен был бы быть ускорен до самых пределов того, что может выдержать физическая материя, чтобы произвести этот вид энергетического взрыва. Этот материал затем будет проходить через газообразные облака, окружающие звезду (остатки сорванных внешних слоев), вызывая удар, который создает сам гамма-всплеск.
Ученые долго пытались наблюдать чрезвычайно энергичные выбросы GRB, и именно этот всплеск предоставил первую в истории возможность. Как объяснил доктор де Угарте Постиго в пресс-релизе ESA / Hubble:
«Ученые давно пытаются наблюдать излучение с очень высокой энергией от гамма-всплесков. Это новое наблюдение является важным шагом вперед в нашем понимании гамма-всплесков, их непосредственного окружения и того, как ведет себя материя, когда она движется со скоростью 99,999% от скорости света ».
Заглядывая в будущее, несколько космических обсерваторий будут наблюдать сверхновую, которая произвела GRB 190114C, чтобы узнать больше об окружающей среде и о том, как был получен этот экстремальный взрыв. В частности, европейским астрономам было предоставлено время наблюдения с помощью космического телескопа Хаббла НАСА / ЕКА для изучения исходной среды.
Этим усилиям астрономы помогли с помощью Очень Большого Телескопа (VLT) ESO и Большой миллиметровый / субмиллиметровый массив Atacama (ALMA) в Чили. Комбинируя свои наблюдения с данными, полученными Хабблом, астрономы смогли наблюдать галактику-хозяина этой GRB (которая находится на расстоянии 5 миллиардов световых лет от Земли) более подробно.
Как объяснил Эндрю Леван из Института математики, астрофизики и физики элементарных частиц астрофизики Университета Радбу в Нидерландах:
«Наблюдения Хаббла показывают, что этот конкретный взрыв находился в очень плотной среде, прямо посреди яркой галактики в 5 миллиардах световых лет от нас. Это действительно необычно, и, возможно, именно поэтому он излучал этот исключительно мощный свет ».
Эта веха является свидетельством растущей способности астрономических инструментов и возрастающей важности международного сотрудничества. Это также соответствует нынешнему веку астрономии, где революционные открытия становятся все более распространенными. С каждым годом явления, которые когда-то были плохо поняты или ограничены, теперь исследуются на регулярной основе.
