Российские астрономы и их иностранные коллеги представили результаты многоволновых наблюдений самого яркого гамма-всплеска в истории наблюдений — GRB 221009A. На основе результатов наблюдений ученые предложили новую модель джетов, а также скорректировали вероятность наблюдения такого мощного гамма-всплеска в будущем. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
9 октября 2022 года множество телескопов на поверхности Земли и в космосе зарегистрировали самый яркий и один из самых близких к Земле гамма-всплесков GRB 221009A. Ученые смогли задетектировать излучение в широком диапазоне от радиоволн до фотонов с энергией 18 Тэв — это почти в 1,5 раза больше, чем рекордная энергия столкновения в Большом адронном коллайдере. Фотоны такой энергии от гамма-всплеска ученые увидели впервые.
Всплеск был настолько мощным, что многие гамма-детекторы не смогли измерить поток, поскольку он был выше предельной чувствительности. Оказалось, что высвобожденная в гамма-всплеске энергия по расчетам изотропной светимости эквивалентна 5 массам покоя Солнца — ученые наблюдали лишь несколько сравнимых гамма-всплесков. Такое сочетание мощности и близости к Земле должно встречаться раз в 1000 лет, в то время как история наблюдения гамма-всплесков длится всего 50 лет — кажется, что ученым очень повезло.
Из-за редкости такого явления и обилия полученных данных ученые пересмотрели представление о том, как устроены джеты. Однако остается несколько вопросов: одинаковая ли ширина джетов у разных гамма-всплесков и одинаковое ли сечение джета в разных диапазонах излучения.
Кроме того, в послесвечении гамма-всплеска есть интересная особенность — так называемое «колено». Сначала послесвечение затухает полого, а затем более резко. Сеть МАСТЕР МГУ наблюдала послесвечение в оптике, и астрономы ГАИШ МГУ первыми сообщили о необычном его поведении. Это колено должно быть во всех диапазонах, но оказалось, что это не так. По местонахождению этого колена авторы статьи и сконструировали новую модель джетов.
«Эффект "колена" состоит в том, что послесвечение вначале падает полого, а после некоторого момента идет круче. В логарифмических координатах кривая блеска становится похожа на согнутую ногу. Объясняется появление колена следующим образом. Частицы, летящие с ультрарелятивистскими скоростями, излучают свет в основном вперед в узком конусе (эффект "прожектора"), который тем шире, чем медленнее скорость частиц. Релятивистская струя тоже несимметрична и напоминает конус, но с другим, более широким углом раскрытия. Пока движение быстрое, наблюдатель не видит края струи и ему кажется, что взрыв напоминает шар, но в какой-то момент частицы замедляются настолько, что конус излучения становится больше конуса струи. И теперь наблюдатель видит край струи, который почти не светит», — пояснил руководитель проекта МАСТЕР МГУ Владимир Липунов. Ученые также отмечают, что, вероятно, всплески подобной мощности могут происходить не раз в тысячу лет, а раз в несколько десятков лет.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
