Загадочные гамма-всплески преподнесли новый сюрприз
Международный коллектив астрономов с участием российских ученых обнаружил в созвездии Андромеды мощнейшую гамма-вспышку, которая длилась меньше одной секунды. Ее открытие ставит под сомнение текущие теории формирования подобных всплесков, пишут исследователи в статье в журнале Nature Astronomy. "Существует два типа гамма-вспышек, одни из которых длятся больше двух секунд, а вторые - значительно меньше этого. Последние порождаются слиянием двойных звезд, а первые - коллапсарами, крупными престарелыми светилами. Мы обнаружили, что вспышка GRB 200826A, порожденная коллапсаром, длилась меньше секунды", - пишут исследователи.
Как предполагают ученые, гамма-всплески возникают в последние мгновения жизни крупных светил или в результате слияния двух нейтронных звезд. Оба этих процесса приводят к формированию черной дыры, сила притяжения которой оказывается настолько высокой, что останки светил не разбрасываются по окружающему пространству, а объединяются в своеобразный бублик. Часть этого диска, вращающегося вокруг бывшей звезды, поглощается черной дырой, а остатки разгоняются почти до скорости света и выбрасываются во внешнее пространство в виде узких пучков материи. Во время этого процесса погибающее светило затмевает галактики и испускает столько же энергии, сколько Солнце и другие небольшие звезды вырабатывают за все время существования. Длительность этой вспышки, как раньше считали ученые, зависела от типа объекта, породившего гамма-всплеск.
Зарубежные и российские астрономы под руководством Азамата Валеева, ведущего научного сотрудника Специальной астрофизической обсерватории РАН в Нижнем Архызе, обнаружили, что это на самом деле не так. Они пришли к такому выводу после того, как они открыли гамма-всплеск GRB 200826A, который был порожден крупной звездой, но при этом длился рекордно короткое время. Эта вспышка была зафиксирована орбитальной обсерваторией Fermi в конце августа 2020 года, после чего место ее формирования начали искать многие крупнейшие оптические обсерватории Земли и сети наземных телескопов. Эти наблюдения указали на то, что гамма-всплеск длиной в 0,65 секунды произошел в далекой галактике ZTF20abwysqy, которая расположена в созвездии Андромеды и удалена от Земли примерно на 6,5-7 млрд световых лет.
Изначально ученые предполагали, что эта вспышка была порождена слиянием двух нейтронных звезд, однако последующий анализ ее спектра, а также снимки галактики ZTF20abwysqy, указали на то, что ее породил коллапсар. Подобное открытие стало большой неожиданностью для исследователей, так как оно указывает на необычные свойства светила, породившего вспышку GRB 200826A. Как предполагают ученые, необычно короткая длина этой вспышки была связана с тем, что пучки плазмы, разогнанные черной дырой, были недостаточно сильными для того, чтобы быстро пробить "кокон" из газа и пыли, возникающий вокруг престарелых крупных звезд на последних стадиях их жизни. В результате этого большая часть энергии данных выбросов материи была рассеяна внутри этой газопылевой оболочки.
Подобная теория, как отмечают Валеев и его коллеги, хорошо объясняет то, почему мощные и длинные гамма-вспышки происходят примерно в тысячу раз реже, чем возникают сверхновые типа Ic, предположительно порождающие эти катаклизмы. По всей видимости, подавляющее большинство этих сверхновых оказывается слишком слабыми для того, чтобы их выбросы могли пробить "кокон" звезды и породить полноценный гамма-всплеск. Аналогичным образом, ученые предполагают, что большинство коротких гамма-всплесков, зафиксированных орбитальными телескопами Fermi и Swift в последние годы, были на самом деле порождены аналогами вспышки GRB 200826A, а не слияниями двойных звезд. Как надеются исследователи, последующие наблюдения помогут им открыть другие короткие гамма-вспышки, похожие по своей природе на изученный ими гамма-всплеск в созвездии Андромеды.
