Астрономы обнаружили, что гамма-всплеск GRB 221009A, являющийся самым ярким на сегодняшний день, произошел из-за сверхновой, но в спектре этого события не наблюдается тяжелых элементов.
Происхождение тяжелых элементов остается актуальным вопросом астрофизики. Особый интерес представляет r-процесс — быстрый захват нейтронов ядрами, приводящий к их росту за счёт поглощения свободных частиц.
Самой богатой нейтронами средой является та, что образуется при столкновении двух нейтронных звезд. Это подтвердилось наблюдениями за килоновым вспышкой слияния двойной нейтронной звезды, породившей гравитационные волны GW 170817. сопоставитьГравитационные волны и их источник — электромагнитные волны. Раньше регистрировали слияния черных дыр среднего размера, которые обычно происходили в «темноте», без яркого излучения.
Исследователи считают, что существуют и другие факторы, активирующие процесс р. К таковым относят коллапс ядра быстро вращающейся массивной звезды. коллапсарВ результате формируется черная дыра с аккреционным диском. Теоретическое моделирование показывает возможность возникновения в нем условий для r-процесса, который должен порождать больше ядер за событие, чем слияние нейтронных звезд. Коллапсары могут оказаться главным источником тяжелых элементов.
Сочли, что коллапсары порождают длительные гамма-всплески, как тот, который астрономы зарегистрировали 9 октября 2022 года. Гамма-всплеск GRB 221009A стал самым ярким за всю историю наблюдений, в разы ярче других. Ученые предполагают, что чем интенсивнее всплеск, тем больше диск коллапсара, а чем массивнее диск, тем вероятнее r-процесс. В итоге источник GRB 221009A стал прекрасной целью для исследования.
Впервые спустя двенадцать суток после всплеска наблюдения совершили космические телескопы «Джеймс Уэбб» и «Хаббл». После этого другая группа учёных изучила полученные сведения. не увиделаИсследователи считают, что сверхновая может быть либо значительно менее яркой, либо иметь более синюю окраску по сравнению со стандартным гамма-всплеском сверхновой SN1998bw, из-за чего инфракрасный инструмент «Джеймса Уэбба» ее не обнаружил.
Через полгода после всплеска, когда гамма-излучение утихло, наблюдения продолжили. Первое время материя, выброшенная звездой, была слишком плотной и светонепроницаемой, но со временем разлеталась, тогда среда становилась достаточно «прозрачной» для наблюдений. И вот международная группа учёных под руководством исследователей из Северо-Западного университета (США) опубликовалаВыводы исследования свежих сведений публикуются в научном издании. Nature Astronomy.
Группа подтвердила: вспышка гамма-излучения исходила от сверхновой. Вспышка оказалась обычной, не ярче других, связанных с менее мощными гамма-всплесками. Главное – исследователи не увидели в спектре тяжелых элементов.
Авторы исследования сравнили данные телескопа «Джеймс Уэбб» с наблюдениями радиообсерватории ALMA для «расшифровки» спектра сверхновой. Получилось, что сверхновая произвела около 0,09 солнечной массы радиоактивного никеля-56, но без признаков r-нуклеосинтеза.
Ученые пока не могут объяснить, как обычная сверхновая создала такой яркий гамма-всплеск. Форма «луча» света может быть причиной.
Сфокусированный луч фонаря освещает лишь часть стены, а не всю ее площадь. Этот гамма-всплеск также очень узкий, что может указывать на причину яркого послесвечения. Возможно, присутствуют и другие факторы, которые исследователи изучат в ближайшие годы. объяснилТанмой Ласкар, доцент кафедры физики и астрономии Университета Юты, является соавтором публикации.
Причина может быть связана с самой галактикой, где находится объект. Это самая бедная на металлы галактика среди всех «родинок» гамма-всплесков. Для изучения r-процесса и появления тяжелых элементов астрономам нужно искать другие объекты для наблюдений.