Самый яркий когда-либо зарегистрированный гамма-всплеск имел редкий энергетический пик

Недавно открылась еще одна захватывающая глава в этой бесконечно увлекательной вселенной. Астрономы всего мира были поражены событием, получившим название «лодка», сокращенно от самого яркого гамма-всплеска за всю историю.

Эксперты по-новому взглянули на гамма-всплеск, произошедший в октябре 2022 года, и сделали поразительное открытие. Используя данные космического гамма-телескопа Ферми НАСА, ученые обнаружили особенность, которую никогда раньше не видели.

Исследование проводилось под руководством Марии Эдвиг Равазио, связанной с Университет Радбауд в НеймегенеГолландия. Он также связан с обсерваторией Брера, входящей в состав Итальянского национального института астрофизики (INAF), расположенной в Мерате, Италия.

Команда увидела нечто необычное: пик высокой энергии, который оказался первой эмиссионной линией высокой достоверности, когда-либо наблюдавшейся за 50 лет изучения гамма-всплесков.

Что такое эмиссионная линия?

Когда материя взаимодействует со светом, энергия может поглощаться и перевысвобождаться определенным образом. Эти взаимодействия могут либо сделать ярче, либо затемнить определенные цвета (или энергии), создавая ключевые особенности, когда свет рассеивается по спектру, подобно цветам радуги.

Особенности могут многое рассказать нам о реакции, например, об участвующих в ней химических элементах.

При более высоких энергиях эти спектральные особенности могут выявить специфические процессы частиц, например, когда вещество и антивещество аннигилируют друг друга с образованием гамма-лучей.

Уникальная особенность лодки

Ом Шаран Салавиа, один из авторов исследования из обсерватории INAF-Брера в Милане, объяснил, что, хотя некоторые предыдущие исследования сообщали о возможных доказательствах особенностей поглощения и излучения в других гамма-всплесках, в конечном итоге это были просто статистические колебания.

Но то, что эксперты увидели в самых ярких гамма-всплесках, было иным. Они провели математические расчеты и обнаружили, что вероятность того, что эта особенность является всего лишь колебанием шума, составляет менее одного к полумиллиарду.

История гамма-всплесков

Гамма-всплески — самые мощные взрывы во Вселенной. Эти массивные космические фейерверки излучают огромное количество гамма-лучей, самой высокой энергетической формы света.

Самый распространенный тип возникает, когда ядро ​​звезды исчерпывает все свое топливо, что приводит к ее коллапсу и образованию быстро вращающейся черной дыры.

Материя, попадающая в черную дыру, толкает частицы в противоположном направлении, поэтому они устремляются сквозь внешние слои звезды со скоростью, приближающейся к скорости света. Земля обнаруживает гамма-всплеск только тогда, когда одна из этих частиц движется почти прямо к ней.

Интенсивность самого яркого гамма-всплеска

Извержение, официально известное как GRB 221009A, взорвалось 9 октября 2022 года. Оно насытило большинство детекторов гамма-излучения на орбите, в том числе в обсерватории Ферми, не позволив им измерить самую плотную часть извержения.

Реконструированные наблюдения в сочетании со статистическими аргументами позволяют предположить, что, если BOAT является частью той же группы, что и ранее обнаруженные гамма-всплески, это, вероятно, будет самый яркий взрыв, появившийся в небе Земли почти за 10 000 лет.

Необычная линия излучения появилась примерно через 5 минут после обнаружения лодки и спустя много времени после того, как она затухла настолько, что эффекты насыщения Ферми прекратились.

Линия излучения длилась не менее 40 секунд с максимальной энергией около 12 МэВ. Для сравнения: энергия видимого света колеблется от 2 до 3 МэВ.

Что создало спектральную особенность?

Команда подозревает, что наиболее вероятной причиной этой спектральной особенности является аннигиляция электронов и их аналогов из антивещества, позитронов.

«Когда электрон и позитрон сталкиваются, они аннигилируют, образуя пару гамма-лучей с энергией 0,511 МэВ», — сказал соавтор исследования Гор Оганесян. Институт наук Гран-Сассо В Аквиле, Италия.

«Поскольку мы наблюдаем струю, в которой материя движется со скоростью, близкой к скорости света, это излучение становится в основном синим по цвету и перемещается в сторону гораздо более высоких энергий».

Следовательно, чтобы создать линию излучения с максимумом в 12 МэВ, обреченные частицы, вероятно, двигались к нам со скоростью примерно 99,9% скорости света.

В гамма-всплесках много неизвестного

«После десятилетий изучения этих удивительных космических взрывов мы до сих пор не понимаем деталей того, как работают эти струи», — сказала Элизабет Хейс, научный сотрудник проекта Ферми в Центр космических полетов имени Годдарда НАСА В Гринбелте, штат Мэриленд.

«Обнаружение таких доказательств, как эта удивительная эмиссионная линия, поможет ученым более глубоко исследовать эту экстремальную среду».

В конце концов, это всего лишь еще один день во Вселенной. Каждая секунда приносит новые открытия, новые загадки и новые возможности лучше понять окружающую нас Вселенную. Это последнее открытие представляет собой еще один прорыв в наших поисках космических истин.

Источник видео: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.

Изображение предоставлено: НАСА

———

Вам понравилось то, что вы прочитали? Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать интересные статьи, эксклюзивный контент и последние обновления.

Познакомьтесь с нами в EarthSnap, бесплатном приложении, созданном Эриком Раллсом и Earth.com.

———