Астрономы обнаружили самый короткий гамма-всплеск от взрыва сверхновой

Астрономы зарегистрировали самый короткий гамма-всплеск, который возник в результате коллапса массивной звезды. Открытие может поставить под сомнение общепринятую классификацию гамма-всплесков, основанную на их длительности. Исследование опубликовано в Nature Astronomy.

Гамма-всплесками называют взрывные космические процессы, которые сопровождаются масштабным выбросом энергии преимущественно в виде гамма-излучения. Их классифицируют по длительности на короткие (менее двух секунд) и длинные. Продолжительное наблюдение показало, что в целом длинные гамма-всплески возникают в результате коллапса ядра массивной звезды, тогда как короткие возникают в результате слияния двойных нейтронных звезд.

Со временем, однако, стало ясно, что критерий длительности не всегда адекватно отражает природу возникновения вспышки. Так, например, высказывались предположения, что некоторые длинные гамма-всплески обязаны своим происхождением слиянию нейтронных звезд, в то время как некоторые короткие гамма-всплески похожи на длинные. Для более точного ответа на вопрос о том, что же вызвало всплеск, необходимо принимать во внимание все его свойства, в том числе характерное послесвечение в диапазонах с большей длиной волны.

Одним из таких противоречивых гамма-всплесков оказался GRB 200826A, который пронаблюдала и исследовала группа астрономов из 12 стран, включая Россию, под руководством Томаса Аумада (Tomás Ahumada) из Мэрилендского университета, США. Проанализировав полученные данные, они показали, что GRB 200826A, чья длительность составляет всего 0,6 секунд, произошел в результате взрыва сверхновой в удаленной галактике.

В этом астрономам помог мульти-объектный спектрограф, установленный на телескопе Джемини север (Gemini North) на Гавайях. Исследователи получали изображение галактики, из которой приходило излучение, на 28, 45 и 80 день после гамма-всплеска, который был зарегистрирован 26 августа 2020 года Космическим гамма-телескопом Ферми. Анализируя приходящий сигнал в нескольких диапазонах, ученые обнаружили избыточное излучение, которое могло бы быть объяснено только взрывом сверхновой в результате коллапса массивной звезды.

Обнаруженная находка ставит под сомнение правильность общепринятой классификации гамма-всплесков. Кроме того, она может позволить пролить свет на противоречие, связанное с тем, что число длинных гамма-всплесков, которое наблюдают астрономы, сильно меньше, чем число сверхновых. Исследователи предполагают, что многие из наблюдаемых коротких всплесков на самом деле имеют природу, связанную с коллапсом звезд.

Астрономы считают, что этот и некоторые другие гамма-всплески, связанные со сверхновыми, кажутся короткими, потому что струи гамма-лучей, которые выходят из полюсов коллапсирующей звезды, недостаточно интенсивны, чтобы полностью покинуть ее поверхность. В результате всплеск кажется более коротким, чем он есть на самом деле, либо он вообще не наблюдается. Если эта гипотеза подтвердится, то это приведет к тому, что гамма-всплески, вызванные коллапсом массивных звезд, будут детектироваться чаще.

Астрономы продолжают ставить рекорды при наблюдении гамма-всплесков. Ранее они впервые зафиксировали излучение сверхвысоких энергий от гамма-всплесков и нашли самый далекий оптический след гамма-всплеска.

Марат Хамадеев