Самый яркий гамма-всплеск возмутил верхнюю ионосферу Земли

Гамма-всплеск GRB221009A, ставший самым ярким за всю историю наблюдений, вызвал впервые наблюдавшиеся сильные возмущения в верхней ионосфере Земли. Они объясняются масштабным процессом фотоионизации частиц в земной атмосфере высокоэнергетическими гамма-квантами. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

Гамма-всплески представляют собой наиболее яркие вспышки электромагнитного излучения во Вселенной, которые возникают при слияниях компактных объектов или при взрывах сверхновых. Они могут вызывать возмущения ионосферы Земли, увеличивая степень ее ионизации, что способствует истощению стратосферного озона. Впервые влияние гамма-всплесков на земную ионосферу заметили 1 августа 1983 года, когда был обнаружен очень яркий всплеск, приведший к изменению амплитуды радиосигналов очень низкой частоты, что связывалось с возмущениями нижней части ионосферы. За последние несколько десятилетий регистрировалось, в среднем, более одного гамма-всплеска в день, однако сильная реакция на подобные события со стороны ионосферы наблюдалась редко и не в верхних слоях ионосферы (выше 350 километров).

Группа астрономов во главе с Мирко Пьерсанти (Mirko Piersanti) из Университета Л’Акуилы сообщила, что впервые обнаружила возмущения в верхней ионосфере Земли, вызванные гамма-всплеском. Они связаны с гамма-всплеском GRB221009A и были обнаружены путем анализа данных наблюдений космических телескопов Swift1, Fermi, MAXI, AGILE и INTEGRAL, околоземного спутника CSES-01 и международной наземной сети INTERMAGNET.

GRB 221009A зафиксирован 9 октября 2022 года в созвездии Стрельца и стал самым ярким гамма-всплеском за все время наблюдений. Излучение шло до Земли 1,9 миллиарда лет и породило рентгеновское эхо, а необычные свойства всплеска объяснили структурированным джетом.

Всплеск вызвал сильные возмущения не только в нижней, но и в верхней ионосфере Земли, на высоте 507 километров. Это проявилось в значительном увеличении общей плотности электронов в ионосфере и сильном изменении электрического поля ионосферы, связанного с изменением ее проводимости, так как гамма-всплеск увеличил плотность ионосферной плазмы за счет масштабного процесса фотоионизации. Динамика этих процессов коррелировала с временем прихода всплеска, что позволяет их надежно связать.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» и «Хаббл» не нашли яркой сверхновой от рекордно яркого гамма-всплеска.