2354 2

Исследуя таинственное происхождение самых экстремальных вспышек света во вселенной

Наша вселенная ярко светится светом во всем электромагнитном спектре. В то время как большая часть этого света исходит от звезд, подобных нашему Солнцу, в галактиках, подобных нашей, к нам часто прилетают короткие и яркие вспышки, которые затмевают целые галактики. Считается, что некоторые из этих самых ярких вспышек возникают при катастрофических событиях, таких как гибель массивных звезд или столкновение двух мертвых звезд, известных как нейтронные звезды. Исследователи уже давно изучают эти яркие вспышки или "переходные процессы", чтобы получить представление о смерти и загробной жизни звезд и эволюции нашей Вселенной.

Астрономов иногда встречают переходные процессы, которые бросают вызов ожиданиям и дают теоретикам головоломки, хотя мы давно предсказали, как должны выглядеть эти различные переходные процессы. В октябре 2014 года долгосрочная программа мониторинга южного неба с помощью телескопа "Чандра" - флагманского рентгеновского телескопа НАСА - обнаружила один такой загадочный переходный процесс под названием CDF-S XT1: яркий переходный процесс, длящийся несколько тысячных долей секунды. Количество энергии CDF-S XT1, выделяемой в рентгеновских лучах, было сопоставимо с количеством энергии, которую Солнце излучает в течение миллиарда лет. С момента первоначального открытия астрофизики выдвинули множество гипотез, объясняющих это явление, однако ни одна из них не была убедительной.

В недавнем исследовании группа астрофизиков во главе с доктором Нихилом Сарином (Университет Монаша) обнаружила, что CDF-S XT1 соответствуют прогнозам излучения, ожидаемого от высокоскоростной струи, движущейся со скоростью, близкой к скорости света. Такие "оттоки" могут быть вызваны только экстремальными астрофизическими условиями, такими как разрушение звезды, когда она разрывается на части массивной черной дырой, коллапсом массивной звезды или столкновением двух нейтронных звезд.

Исследование Сарина и коллег показало, что поток от CDF-S XT1, вероятно, был вызван слиянием двух нейтронных звезд. Это предположение делает CDF-S XT1 похожим на важное открытие 2017 года под названием GW170817 - первое наблюдение гравитационных волн, космической ряби в структуре пространства и времени, хотя CDF-S XT1 находится в 450 раз дальше от Земли. Это огромное расстояние означает, что это слияние произошло очень рано в истории Вселенной; оно также может быть одним из самых дальних слияний нейтронных звезд, когда-либо наблюдавшихся.

Столкновения нейтронных звезд являются основными местами во Вселенной, где образуются тяжелые элементы, такие как золото, серебро и плутоний. Поскольку CDF-S XT1 появился на ранней стадии истории Вселенной, это открытие продвигает наше понимание химического изобилия и элементов Земли.

Недавние наблюдения другого переходного процесса на 2020blt в январе 2020 года озадачил астрономов. Свет этого переходного процесса подобен излучению от высокоскоростных потоков, возникающих во время коллапса массивной звезды. Такие потоки обычно производят гамма-лучи с более высокой энергией; однако они отсутствовали в данных - их не наблюдалось. Эти гамма-лучи могут отсутствовать только по одной из трех причин: 1) гамма-лучи не были произведены, 2) гамма-лучи были направлены в сторону от Земли, 3) гамма-лучи были слишком слабыми, чтобы их можно было увидеть или зафиксировать.

В отдельном исследовании, снова возглавляемом доктором Сарином, астрофизики Университета Монаша объединились с исследователями в Алабаме, Луизиане, Портсмуте и Лестере, чтобы показать, что AT2020blt, вероятно, действительно произвел гамма-лучи, направленные в сторону Земли, они были просто очень слабыми и пропущены нашими приборами.

Доктор Сарин говорит: "Вместе с другими подобными наблюдениями эта интерпретация означает, что теперь мы начинаем понимать загадочную проблему того, как гамма-лучи образуются при катастрофических взрывах по всей Вселенной".

Класс ярких переходных процессов, в совокупности известных как гамма-всплески, включая CDF-S XT1, AT2020blt и AT2021any, производят достаточно энергии, чтобы затмить целые галактики всего за одну секунду.

"Несмотря на это, точный механизм, который производит высокоэнергетическое излучение, которое мы обнаруживаем с другой стороны Вселенной, неизвестен",-объясняет доктор Сарин. "Эти два исследования изучили некоторые из самых экстремальных гамма-всплесков, когда-либо обнаруженных. С дальнейшими исследованиями мы, наконец, сможем ответить на вопрос, над которым мы размышляли десятилетиями: как работают гамма-всплески?"

(Добавил: User45)

Поддержи AstroNews           Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен