Самый яркий космический взрыв, когда-либо обнаруженный, имел и другие уникальные особенности

Oct 10, 2023

Струя частиц пронзает звезду, когда она коллапсирует в черную дыру во время типичного гамма-всплеска, как это изображено в концепции этого художника. Джет, созданный гамма-всплеском 221009А, имел ряд уникальных особенностей.

Наблюдения рентгеновского телескопа НАСА NuSTAR дают астрономам новые подсказки о самом ярком и самом энергичном гамма-всплеске, когда-либо обнаруженном.

Когда 9 октября 2022 года ученые обнаружили гамма-всплеск, известный как GRB 221009A, они назвали его самым ярким за все время, или ЛОДКОЙ. Большинство гамма-всплесков происходит, когда ядро ​​звезды, более массивной, чем наше Солнце, коллапсирует, превращаясь в черную дыру. Эти события регулярно высвобождают за несколько минут столько энергии, сколько наше Солнце выделит за всю свою жизнь. Последующие исследования показали, что GRB 221009A был в 70 раз ярче и гораздо энергичнее предыдущего рекордсмена. Хотя ученые еще не понимают, почему, они получили дразнящую подсказку от обсерватории НАСА NuSTAR (Ядерная спектроскопическая телескопическая матрица).

В исследовании, опубликованном 7 июня в журнале Science Advances, ученые использовали наблюдения NuSTAR за этим событием, чтобы показать, как коллапсирующая звезда выбросила струю материала, имевшую форму, ранее не наблюдавшуюся среди струй гамма-всплесков, а также другие уникальные характеристики. Возможно, источником этих различий является звезда-прародитель, физические свойства которой могли повлиять на характеристики вспышки. Также возможно, что совершенно другой механизм запускает в космос самые яркие струи.

Самый энергичный вид взрыва во Вселенной, гамма-всплеск, можно увидеть на расстоянии миллиардов световых лет. GRB 221009A был настолько ярким, что фактически ослепил большинство гамма-приборов в космосе, когда он был обнаружен 9 октября 2022 года.

«Это событие было намного ярче и энергичнее, чем любой гамма-всплеск, который мы видели раньше, это даже близко не похоже», — сказал Брендан О'Коннор, ведущий автор нового исследования и астроном из Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне. «Затем, когда мы проанализировали данные NuSTAR, мы поняли, что они также имеют уникальную структуру джета. И это было действительно интересно, потому что у нас нет возможности изучить звезду, вызвавшую это событие; сейчас ее уже нет. Но теперь у нас есть некоторые данные, дающие нам подсказки о том, как он взорвался».

Космический телескоп Хаббл запечатлел инфракрасное послесвечение (обведено кружком) гамма-всплеска, известного как GRB 221009A, и его родительской галактики. Эта композиция включает изображения, сделанные 8 ноября и 4 декабря 2022 года, примерно через один и два месяца после извержения. Послесвечение может оставаться заметным в течение нескольких лет.

Гамма-лучи — самая энергичная форма света во Вселенной, невидимая для человеческого глаза. Все известные гамма-всплески возникли в галактиках за пределами нашего Млечного Пути, но они достаточно яркие, чтобы их можно было обнаружить на расстоянии миллиардов световых лет. Некоторые из них мигают и длятся менее двух секунд, в то время как так называемые длинные гамма-всплески обычно излучают гамма-лучи в течение минуты или более. Эти объекты могут излучать волны другой длины в течение нескольких недель.

GRB 221009A, длинный гамма-всплеск, был настолько ярким, что фактически ослепил большинство гамма-инструментов в космосе. Американским ученым удалось реконструировать это событие с помощью данных космического гамма-телескопа Ферми НАСА, чтобы определить его реальную яркость. (ЛОДКА также была обнаружена космическими телескопами НАСА «Хаббл» и «Джеймс Уэбб», космическими кораблями агентства «Винд» и «Вояджер-1», а также космическим орбитальным аппаратом ЕКА или Европейского космического агентства.)

Подобно другим гамма-всплескам, у GRB 221009A была струя, которая вырвалась из коллапсирующей звезды, как будто ее выпустили в космос из пожарного шланга, причем гамма-лучи исходили от горячего газа и частиц в ядре струи. Но самолет GRB 221009A выделялся во многих отношениях. Практически в каждом ранее наблюдавшемся гамма-всплеске струя оставалась удивительно компактной, и за пределами узкого луча практически не было рассеянного света или материала. (На самом деле гамма-всплески настолько компактны, что гамма-лучи можно наблюдать только тогда, когда их струи направлены почти прямо на Землю.)