Гамма-всплеск хозяина галактики. нажмите, чтобы увеличить
Если бы вблизи Земли произошел гамма-всплеск, это могло бы привести к очень плохому дню: наш озоновый слой был бы разрушен, климат во всем мире резко изменился бы, и жизнь будет бороться за выживание. К счастью, похоже, что они не происходят в галактиках, подобных нашему Млечному Пути. Исследователи обнаружили, что всплески происходят в небольших нерегулярных галактиках, в которых отсутствуют более тяжелые химические элементы.
Гамма-всплеск (GRB), происходящий в нашей собственной галактике, может уничтожить жизнь на Земле, разрушить озоновый слой, вызвать изменение климата и радикально изменить эволюцию жизни. Тем не менее, хорошая новость заключается в том, что результаты, опубликованные онлайн в журнале Nature, показывают, что вероятность стихийного бедствия из-за GRB намного ниже, чем считалось ранее.
Длительные гамма-всплески представляют собой мощные вспышки высокоэнергетического излучения, которые возникают в результате самых крупных взрывов чрезвычайно массивных звезд. Астрономы проанализировали в общей сложности 42 длительных гамма-всплеска. продолжительностью более двух секунд в нескольких обзорах космического телескопа Хаббла (HST).
Они обнаружили, что галактики, из которых они происходят, обычно являются небольшими, слабыми и деформированными (нерегулярными) галактиками, в то время как только одна была замечена в большой спиральной галактике, похожей на Млечный путь. Напротив, было обнаружено, что сверхновые (также результат коллапсирующих массивных звезд) лежат в спиральных галактиках примерно половину времени.
Эти результаты, опубликованные в онлайн-издании журнала Nature от 10 мая, указывают на то, что GRB образуются только в очень специфических средах, которые отличаются от тех, которые встречаются в Млечном Пути.
Эндрю Фрухтер (Andrew Fruchter) из Научного института космического телескопа, ведущий автор статьи, сказал: «Их появление в небольших нерегулярных участках подразумевает, что только звезды, в которых отсутствуют тяжелые химические элементы (элементы тяжелее, чем водород и гелий), имеют тенденцию производить длительные гамма-всплески».
Это означает, что длинные всплески происходили чаще в прошлом, когда галактики не имели большого запаса тяжелых элементов. Галактики создают запас более тяжелых химических элементов благодаря непрерывной эволюции последовательных поколений звезд. Звезды раннего поколения сформировались до того, как более тяжелые элементы были в изобилии во вселенной.
Авторы также обнаружили, что местоположения гамма-всплесков отличаются от местоположений сверхновых (которые являются гораздо более распространенным разнообразием взрывающихся звезд). GRB были намного больше сконцентрированы в самых ярких областях их галактик, где проживают самые массивные звезды. Сверхновые, напротив, встречаются в галактиках-хозяевах.
«Открытие того факта, что длительные гамма-всплески лежат в самых ярких областях их галактик-хозяев, предполагает, что они происходят от самых массивных звезд». возможно, в 20 и более раз массивнее нашего Солнца », - сказал Эндрю Леван из Хартфордширского университета, соавтор исследования.
Однако, массивные звезды, богатые тяжелыми элементами, вряд ли вызовут GRB, потому что они могут потерять слишком много материала из-за звездных «ветров» с их поверхностей, прежде чем они разрушатся и взорвутся. Когда это происходит, у звезд не остается достаточно массы, чтобы создать черную дыру, необходимое условие для запуска GRB. Энергия от коллапса уходит вдоль узкой струи, как поток воды из шланга. Формирование направленных струй, которые концентрируют энергию вдоль узкого пучка, объясняет, почему GRB такие мощные.
Если звезда теряет слишком много массы, она может оставить только нейтронную звезду, которая не может вызвать GRB. С другой стороны, если звезда теряет слишком мало массы, струя не может прорваться сквозь звезду. Это означает, что звезды с очень большой массой, которые сдувают слишком много материала, не могут быть кандидатами на длинные всплески. Точно так же и звезды не отдают слишком мало материала.
«Это сценарий Златовласки», - сказал Фрухтер. «Только сверхновые звезды, чьи звезды-прародители потеряли некоторую, но не слишком большую массу, кажутся кандидатами на формирование GRBs ?? bf?».
«В прошлом люди предполагали, что возможно использовать GRB для отслеживания местоположения звездообразования. Это, очевидно, не работает во вселенной, как мы ее видим сейчас, но, когда вселенная была молода, гамма-всплески вполне могли быть более распространенными, и мы все же могли бы использовать их, чтобы увидеть самые первые звезды, которые сформировались после Большой взрыв », - добавил Леван.
Первоначальный источник: выпуск новостей РАН
