Почти 20 лет астрономы пытались понять, откуда взялся необычный гамма-всплеск GRB 061201. Его зарегистрировали еще в 2006 году, но у события была странная особенность: рядом с местом вспышки не удавалось обнаружить галактику, которая могла бы быть ее источником.
Космические телескопы NASA James Webb и Hubble помогли ученым из Китая приблизиться к разгадке. Исследователи обнаружили чрезвычайно тусклый объект, который, судя по совокупности данных, может оказаться родной галактикой загадочного взрыва. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal.
Гамма-всплеск без адреса
Гамма-всплески (Gamma-Ray Bursts, GRB) относятся к энергетически самым мощным явлениям во Вселенной. Во время вспышки источник выделяет в виде узконаправленного потока гамма-квантов энергии больше, чем Солнце вырабатывает всю жизнь. Всему живому, находящемуся на пути потока, можно только посочувствовать. Спрятаться от излучени никто не успеет — оно распространяется со скоростью света. К счастью, угол расширения конуса луча не превышает нескольких градусов — вот почему такие события регистрируют очень редко — смертоносные «залпы» просто не попадают по Солнечной системе.
Короткие события вроде GRB 061201 связывают со слияниями сверхплотных объектов — например, двух нейтронных звезд, нейтронной звезды и черной дыры, либо двух черных дыр. Чтобы понять физику такого взрыва, ученым необходимо знать расстояние до него: от этого зависят расчет энергии, характеристики выброса вещества и оценка вероятности различных сценариев.
С GRB 061201 возникла проблема. Его послесвечение разглядеть удалось, а вот галактика-хозяйка словно играла с астрономами в прятки.
Ранее рассматривались два варианта. Всплеск мог произойти в сравнительно близкой галактике G1 с красным смещением z = 0,111. Но тогда пришлось бы предположить крайне узкий джет и необычно высокую частоту подобных слияний в близкой Вселенной. Это плохо согласовывалось с наблюдениями гравитационных волн после 2015 года.
Второй вариант выглядел логичнее: настоящая галактика-хозяйка находится гораздо дальше и просто слишком тускла для телескопов прошлых поколений.
«Джеймс Уэбб» включил режим Шерлока Холмса
Именно здесь в дело вступили JWST и HST. Исследовательская группа под руководством Юханя Мао из обсерватории Пурпурная Гора Китайской академии наук изучила тот же участок неба с помощью «Джеймса Уэбба» и «Хаббла».
В результате неподалеку от местонахождения гамма-всплеска нашли ранее неизвестную крайне слабую галактику, получившую обозначение G2. Еще ближе обнаружился объект G3 — но он оказался еще менее убедительным кандидатом.
По распределению яркости G2 на разных длинах волн ученые оценили ее красное смещение примерно в z = 1,2. Это хорошо согласуется с прежними косвенными оценками расстояния до GRB 061201.
Конечно, просто найти галактику рядом недостаточно: Вселенная велика, случайные совпадения возможны. Поэтому исследователи устроили кандидатам строгий «экзамен».
Вероятность случайного совпадения для G2 оценили в 18%. Для G3 она оказалась выше — 43%, а ее цвет указывал на слишком большое красное смещение. Поэтому G3 фактически исключили из числа серьезных претендентов.
G2 выдержала проверку лучше: при расстоянии, соответствующем z ≈ 1,2, энергетика вспышки становится гораздо более типичной для коротких гамма-всплесков, поведение послесвечения также согласуется с этой версией, а частота подобных слияний лучше соответствует независимым данным гравитационно-волновых детекторов.
Иными словами, событие, которое почти два десятилетия выглядело как физическая аномалия, может оказаться обычным следствием неправильного определения расстояния.
Но ставить точку пока рано. Астрономам необходимо получить спектроскопические данные G2 и уточнить расстояние до нее. Пока красное смещение определено лишь фотометрическим методом.
Что еще находил «Джеймс Уэбб» в «гамма-небе»
На Hi-Tech Mail ранее подробно разобрали другой нетривиальный гамма-всплеск — GRB 250702B. В отличие от GRB 061201, он прославился рекордной продолжительностью и мощностью: событие наблюдалось в течение дня и проявилось несколькими выбросами.