15 июня 2021

Обнаружен один из самых мощных всплесков космического гамма-излучения

Ученые смогли произвести подробные наблюдения одного из самых ярких взрывов во Вселенной – специализированная обсерватория, расположенная в Намибии, зарегистрировала самое высокоэнергетическое излучение и самое продолжительное послесвечение в гамма-диапазоне, известное науке на сегодняшний день, со стороны так называемого гамма-всплеска.

Эти наблюдения, проведенные при помощи системы High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.), бросают вызов устоявшимся представлениям о том, как происходит формирование гамма-лучей в этих гигантских звездных взрывах, в результате которых формируются черные дыры, сообщает международная команда исследователей.

Гамма-всплески представляют собой яркие вспышки в рентгеновском и гамма- диапазонах, происхождение которых связано с далекими внегалактическими источниками. Они являются самыми мощными взрывами во Вселенной и происходят в результате коллапса массивной звезды в черную дыру. Часть высвободившейся гравитационной энергии идет на формирование сверхрелятивистской ударной волны.

В августе 2019 г. спутники Fermi («Ферми») и Swift («Свифт») зарегистрировали гамма-всплеск в направлении созвездия Эридан. Это событие, получившее название GRB 190829A, стало одним из самых близких к Земле гамма-всплесков – расстояние до него составило всего лишь один миллиард световых лет. Команда начала наблюдать послесвечение этого гамма-всплеска при помощи обсерватории H.E.S.S. почти сразу после того, как оно возникло.

Относительно малое расстояние до гамма-всплеска GRB 190829A позволило получить уникальные сведения о спектре его излучения в диапазоне до 3,3 тэраэлектронвольта. Проанализировав полученные спектры, ученые под руководством Х. Абдаллы (H. Abdalla) из Университета Намибии были изумлены близким сходством спектров источника в рентгеновском и высокоэнергетическом гамма-диапазонах. Ранее считалось, что рентгеновское излучение в таких случаях имеет синхротронное происхождение, то есть испускается сверхбыстрыми электронами, движущимися в магнитных полях, существующих в окрестностях массивной звезды. Гамма-излучение, согласно распространенной гипотезе, формируется в результате столкновения между этими быстрыми электронами и фотонами синхротронного излучения – процесс, который носит название обратного комптоновского рассеяния собственного синхротронного излучения релятивистских электронов.

Таким образом, согласно предыдущим исследованиям, рентгеновское и гамма-излучение со стороны гамма-всплесков имеют разное происхождение, а следовательно, их спектры должны существенно отличаться. Поэтому, согласно авторам, эти полученные наблюдательные данные противоречат современным представлениям о происхождении высокоэнергетического гамма-излучения со стороны гамма-всплеска в результате обратного комптоновского рассеяния собственного синхротронного излучения релятивистских электронов и обусловливают необходимость проведения более подробных исследований высокоэнергетического послесвечения объекта GRB 190829A.