Ученые установили причину самого яркого взрыва в космосе со времен зарождения вселенной

По мнению исследователей, она заключается в до этого момента неизвестной им структуре гамма-излучения.
Изображение самого яркого всплеска гамма-излучений, когда-либо увиденного учеными. Фото: NASA/Swift/A. Beardmore (University of Leicester)
Изображение самого яркого всплеска гамма-излучений, когда-либо увиденного учеными. Фото: NASA/Swift/A. Beardmore (University of Leicester)

Ученые близки к тому, чтобы понять природу и причины самого большого взрыва, когда-либо происходившего во Вселенной. В частности, они обнаружили, что один из самых ярких когда-либо наблюдавшихся гамма-всплесков имел уникальную струйную структуру и увлек за собой необычайно большое количество звездного материала. 

Именно так ученые объясняют экстремальные свойства взрыва массивной звезды, произошедшего в 2,4 миллиарда световых лет от Земли в направлении к созвездию Стрельца. Считается, что она подверглась полному гравитационному коллапсу, породив черную дыру, оставив яркое свечение. 

Официально обозначенная GRB 221009A или BOAT (brightest of all time — самая яркая за все время) вспышка была впервые замечена 9 октября 2022 года и выделялась на фоне остальных своей экстремальной природой. Первоначально считалось, что это яркая вспышка высокоэнергетических гамма-лучей, которая повлекла за собой затухающее свечение. 

Изучение GRB 221009A — это огромный шаг в понимании природы гамма-всплесков. Об этом рассказывает Брендан О'Коннор, который возглавлял команду, наблюдавшую за BOAT с помощью телескопа Gemini South в Чили еще в октябре 2022 года. 

Ученые предполагают, что GRB 221009A по меньшей мере в 10 раз ярче других высокоэнергетичных гамма-всплесков. Он обладает большей энергией, чем та, что способен выработать Большой адронный коллайдер. 

Задолго до обнаружения BOAT считалось, что гамма-всплески — самые мощные взрывы во Вселенной, способные за считанные секунды производить столько энергии, сколько Солнце выделяет за всю свою жизнь. Существует два типа таких взрывов: продолжительные и кратковременные. Они имеют разные причины, но оба приводят к образованию черной дыры. 

Однако дальнейшее изучение GRB 221009A показало, что его гамма-излучение уникально как по своей структуре, так и по яркости. Его диапазон ыл настолько широк, что ученые поначалу не смогли разглядеть краев. 

Работа исследователей ясно дает понять, что этот гамма-всплеск был действительно уникальным. В частности, его отличает то, что в нем выделялась встроенная в широкий поток газа узкая струя в том месте, где раньше она могла бы быть абсолютно изолирована от скопления газа. Это объясняет и наблюдаемое учеными в течение нескольких месяцев после взрыва свечение. 

Гамма-всплески должны проходить через коллапсирующую звезду, в которой они формируются. По мнению исследователей, в данном случае сыграла свою роль степень перемешивания звездного вещества и струи. Поэтому нагретый взрывом воздух продолжал появляться в поле зрения ученых вплоть до того момента, когда любая сигнатура была бы потеряна в излучении звезды.

GRB 221009A заставляет ученых пересмотреть привычные теории о том, как образуются релятивистские потоки в коллапсирующих массивных звездах. Это открытие может заложить основу для последующих исследований гамма-всплесков. Результаты исследований могли бы помочь физикам смоделировать структуру гамма-всплесков. 

Напомним, ранее мы рассказывали о том, что ученые нашли новый источник гравитационных волн. Им оказался «кокон» различных частиц, образующийся вокруг умирающей массивной звезды.