Вчені виявили новий сигнал у найпотужнішому гамма-спалаху
Нічне небо іноді освітлюється видовищними вибухами, що випромінюють найбільш енергоємне світло у Всесвіті — гамма-сплесками. Ці події за лічені секунди виділяють стільки енергії, скільки наше Сонце випустить за все своє життя.
Нещодавно вчені виявили новий сигнал у спектрі електромагнітного випромінювання найяскравішої гамма-спалаху, коли-небудь зареєстрованого. Цей сигнал є область яскравого світла в гамма-діапазоні, викликану повним знищенням електрон-позитронних пар — матерії та антиматерії.
Гамма-спалах, який отримав прізвисько «BOAT» ( Brightest Of All Time, що перекладається як «Найяскравіша за всю історію»), був зафіксований у жовтні 2022 року. Вона виникла внаслідок вибуху масивної зірки, ядро якої перетворилося на чорну дірку. При цьому виділилося так багато енергії, що точні виміри виявилося зробити важко.
Проте необхідні дані були зібрані, і вчені одразу зрозуміли, що зіткнулися з чимось незвичайним. Через кілька хвилин після вибуху прилад Fermi's Gamma-ray Burst Monitor зафіксував незвичайний пік енергії, який став першим подібним сигналом за історію спостережень за гамма-спалахами.
Гамма-спалахи можуть виникати за різними сценаріями, але у випадку з BOAT спалах стався через народження чорної дірки. Зовнішні шари зірки були викинуті в космос, а ядро під дією гравітації зникло у найщільніший об'єкт у Всесвіті. Внаслідок цього вибуху виникли потоки частинок, які виривалися назовні у протилежних напрямках, створюючи гамма-спалах.
Початкова яскравість спалаху BOAT була настільки велика, що деталі події не вдалося розглянути. Однак за п'ять хвилин інтенсивність знизилася, і гамма-телескоп Fermi зміг розрізнити емісійну лінію, яка тривала близько 40 секунд.
Дослідники дійшли висновку, що посилене світіння викликане анігіляцією електронів та позитронів. За їх зіткнення виникає фотон з енергією 0.511 мільйона електронвольт. Однак енергія, що спостерігалася, була значно вищою через те, що викид відбувався на швидкості близько 99.9% швидкості світла в напрямку Землі, що викликало ефект зсуву енергії в більш високу область спектру.
Хоча здавалося, що спалах GRB 221009A був екстремальним випадком гамма-спалаху, подальші спостереження показали, що це була типова подія, що просто відбулася у напрямку Землі. Це відкриття важливе, оскільки дозволяє краще зрозуміти еволюцію гамма-спалахів та процеси, що відбуваються в їх надрах.