Ученые из семнадцати стран, среди которых физики НИУ ВШЭ, проанализировали фотометрические и спектроскопические данные самого яркого гамма-всплеска в истории наблюдений — GRB 221009A. Данные были получены в Саянской обсерватории через час пятнадцать минут после регистрации всплеска. Исследователи зафиксировали фотоны с энергией 18 тераэлектронвольт. Теоретически такие высокоэнергетические частицы не должны долетать до Земли, но анализ показал возможность такого явления. Полученные результаты вызывают сомнения в теориях поглощения гамма-излучения и могут указывать на неизвестные физические процессы. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
Гамма-всплески — самые мощные космические взрывы, сопровождающиеся выделением огромной энергии. Их впервые зафиксировали в гамма-диапазоне, что и дало им название. Вспышки происходят при гибели массивных звёзд или столкновении нейтронных звёзд.
9 октября 2022 года ряд космических гамма-обсерваторий зафиксировал необычайно яркую вспышку в гамма-диапазоне, которую назвали гамма-всплеском GRB 221009A — самым мощным за всю историю наблюдений.
Всплеск был настолько интенсивным, что вызвал сбои в работе гамма-телескопов большинства орбитальных обсерваторий, таких как Fermi, INTEGRAL и Конус-Винд. Поток гамма-излучения, достигший Земли, также привёл к сильным возмущениям в ионосфере.
За считанные секунды GRB 221009A издал столько энергии, сколько миллиард Солнц вырабатывает за 97 миллиардов лет. Такое событие встречается крайне редко — раз в тысячу лет. Его особенностью является не только яркость, но и расстояние до Земли: всего 2,4 миллиарда световых лет, что относительно близко по меркам Вселенной. В этом году опубликовано более двухсот статей о GRB 221009A.
В связи с GRB 221009A международная группа учёных из 17 стран, включающая коллектив НИУ ВШЭ, изучает полученные данные о фотометрических и спектроскопических наблюдениях. Данные были собраны в Саянской обсерватории спустя час пятнадцать минут после регистрации гамма-всплеска.
Фотометрические и спектроскопические наблюдения измеряют интенсивность электромагнитного излучения в видимом и инфракрасном диапазонах, а также его спектр. Первые методы определяют яркость объекта, вторые — химический состав испускающего объекта и среды между ним и наблюдателем.
По мнению ученых, данные свидетельствуют о длительной активности центральной машины — компактно массивного объекта, генерирующего излучение гамма-всплеска. Учёные также отмечают изменение окружающей среды вокруг взрыва: от более плотной, сформированной звездным ветром, до разреженной.
Фотоны с энергией 18 тераэлектронвольт, зарегистрированные на высокогорной обсерватории LHAASO от источника GRB 221009A, вызвали большой интерес исследователей. Теоретически фотоны такой высокой энергии не должны регистрироваться из-за взаимодействия с оптическими фотонами в межгалактической среде, но все же достигли Земли. Анализ показал, что регистрация фотонов с энергией 18 ТэВ маловероятна для существующих моделей межгалактического фонового излучения. Регистрация таких фотонов от источников гамма-всплесков до сих пор является уникальным событием.
Регистрация высокоэнергетичных фотонов может проверить основополагающие законы физики, например, постоянство скорости света. Пока не стоит беспокоиться, так как эффект регистрации таких фотонов можно объяснить неопределенностью модели межгалактического фонового излучения, а не нарушением Лоренц-инвариантности — фундаментального принципа, согласно которому скорость света постоянна во всех системах отсчета.
Информация предоставлена пресс-службой НИУ ВШЭ
Источник фото: ru.123rf.com