Астрономия

Обнаружены гамма-всплески с рекордной энергией

ESO/L. Calçada

С помощью телескопов H.E.S.S. и MAGIC астрономам удалось зафиксировать сигналы в гамма-диапазоне, имеющие самые высокие энергии, которые когда-либо удавалось наблюдать. Три статьи исследователей опубликованы в журнале Nature.

Гамма-всплески — это внезапные, короткие всплески гамма-излучения, происходящие примерно один раз в день где-то в видимой Вселенной. Согласно современным знаниям, они происходят от столкновения нейтронных звезд или от взрывов сверхновых, при которых происходит превращение в черную дыру. За несколько секунд при такой вспышке выделяется энергии больше, чем производит Солнце за всю жизнь. В результате этого и рождаются мощные потоки излучения, которые могут проходить через всю видимую Вселенную.

Это космическое явление было случайно обнаружено в конце 1960-х годов с помощью спутников, используемых для наблюдения за ядерными испытаниями на Земле. С тех пор астрономы активно изучают гамма-всплески со спутников, так как атмосфера Земли очень хорошо поглощает гамма-лучи. Ученые разработали специализированные телескопы, способные наблюдать слабое голубое свечение, называемое излучением Вавилова — Черенкова, которое космические гамма-лучи индуцируют в атмосфере. Но эти инструменты чувствительны только к гамма-лучам с очень высокими энергиями. К сожалению, яркость таких всплесков резко падает с увеличением энергии.

Массив черенковских телескопов выявил множество источников космических гамма-лучей с очень высокими энергиями, но никаких гамма-всплесков не было. Спутники, с другой стороны, имеют слишком маленькие детекторы, чтобы быть чувствительными к низкой яркости гамма-всплесков при очень высоких энергиях. Таким образом, было неизвестно, являются ли крупные события во Вселенной источником гамма-всплесков.

Между летом 2018 года и январем 2019 года две международные группы астрономов впервые обнаружили гамма-лучи от двух всплесков с Земли. 20 июля 2018 года на 28-метровом телескопе высокоэнергетической стереоскопической системы H. E. S. S. в Намибии наблюдалось слабое послесвечение вспышки GRB 180720B в гамма-диапазоне. 14 января 2019 года яркое излучение от другой вспышки GRB 190114C было обнаружено телескопом MAGIC в Ла-Пальме.

Теперь исследователи более подробно проанализировали параметры этих событий и выяснили несколько интересных моментов. MAGIC зарегистрировала гамма-излучение с энергиями от 200 до 1000 ГэВ — в 100 миллиардов раз больше, чем у видимого света. Наблюдения с помощью телескопов по всему миру позволили вычислить расстояние, на котором расположен источник GRB 190114C, — четыре млрд световых лет.

GRB 180720B, источник которого находится на еще большем расстоянии в шесть млрд световых лет, можно было долгое время наблюдать на ночном небе при энергиях между 100 и 440 миллиардами электронвольт. Ученые предполагают, что достичь подобного уровня энергий частицы могли в результате явления, называемого обратным комптоновским рассеянием. При нем заряженные частицы, испущенные при взрыве, искривляются магнитными полями и испускают так называемое синхротронное излучение, фотоны которого, в свою очередь, сталкиваются с ними же.

Астрономы надеются, что их данные помогут объяснить механизм возникновение гамма-всплесков и лучше понять их природу.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.