Ученые смогли увидеть самое яркое излучение и самое долгое послесвечение, вызванное гамма-всплеском. Эти наблюдения меняют устоявшиеся представления о появлении гамма-лучей.

Гамма-всплеск — это взрывной выброс энергии огромных масштабов, во время которого ядро быстро вращающейся сверхновой коллапсирует, превращаясь в черную дыру либо в нейтронную звезду. За несколько секунд высвобождается столько энергии, сколько выделяется за 10 миллиардов лет свечения Солнца. Можно сказать, что это самый большой взрыв, за которым можно наблюдать во Вселенной.

Но в этот раз ученые зафиксировали один из самых близких наблюдаемых до сих пор гамма-всплесков на расстоянии около одного миллиарда световых лет, хотя обычно такие события фиксируются на расстоянии более 20 млрд световых лет. Такое расстояние позволило исследователям провести изучения этого редчайшего события.

Эндрю Тэйлор, астрофизик из исследовательского центра Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), сравнил это с походом в кинотеатр на первый ряд: «Мы наблюдали послесвечение и за беспрецедентной энергий гамма-излучения в течении нескольких дней», — говорит он.

29 августа 2019 года спутники NASA Fermi и Swift зафиксировали гамма-всплеск в направлении созвездия Эридан. В каталоге его пометили как GRB 190829A в честь даты обнаружения. Относительно небольшое расстояние до гамма-всплеска позволило детально изучить уникальный цветовой спектр послесвечения. Оказалось, что максимальный уровень высвобождаемый после взрыва энергии достигал 3,3 тераэлектронвольта — это примерно в триллион раз больше, чем выделяют фотоны видимого света.

"Уникальным этот гамма-всплеск делает то, что он произошел буквально у нас в „космическом дворе“, благодаря чему фотоны очень высоких энергий не поглощались в столкновениях с фоновым светом на пути к Земле, как это происходит на больших расстояниях", — объясняет Эдна Руис-Веласко из Института ядерной физики Макса Планка в Гейдельберге, одна из авторов исследования.

Это произошло вопреки предыдущим теориям ученых, согласно которым такое ускорение электронов, которое создало бы наблюдаемые с Земли гамма-лучи, было попросту невозможным.

Также считается, что рентгеновские лучи и гамма-лучи, наблюдаемые от таких всплесков, производятся разными механизмами, включающими различные типы сталкивающихся частиц. На самом деле за этим стоит один механизм, о котором ученые пока что ничего не могут сказать, — ведь, в конце концов, и рентгеновские, и гамма-лучи исчезли практически одновременно.

Вероятно, раньше ученые не могли это увидеть именно из-за искажений, которые были спровоцированными невероятно большим расстоянием подобных взрывов до Земли. GRB 190829A — это лишь четвертый гамма-всплеск, который смогли зафиксировать исследователи на Земле, и лишь первый, который продлился дольше нескольких часов.

Стефан Вагнер, представитель Стереоскопической системы высоких энергий (HESS), специализированной обсерватории в Намибии, которая использовалась для изучения этого гамма-всплеска, уверен, что в будущем ученые смогут чаще обнаруживать подобные космические взрывы, ведь в чилийских Андах и на Канарском острове Ла-Пальма строится Массив черенковских телескопов — инструментов следующего поколения для исследования космического пространства.