Сплески гамма-випромінювання, які астрономи довго пов’язували зі злиттям нейтронних зір, насправді могли статися під час колапсу масивних зір із утворенням чорних дір. Новий аналіз показав, що саме цей сценарій пояснює спостереження точніше, ніж версія зі злиттям нейтронних зір.
Повернення до теорії колапсара
Група фізиків із Лос-Аламоської національної лабораторії проаналізувала два довготривалі гамма-сплески — GRB 211211A та GRB 230307A, — зафіксовані за допомогою гамма-монітора Fermi на борту космічного апарата NASA у 2021 та 2023 роках відповідно. Раніше частина науковців вважала, що джерелом обох подій стало зіткнення двох нейтронних зір, адже супутній спалах світла нагадував кілонову, яка зазвичай супроводжує синтез важких елементів.
Нове моделювання повернуло інтерпретацію до колапсара. Так називають масивну зорю, що швидко обертається і стискається у чорну діру, супроводжуючи процес потужне гамма-випромінювання. Результати роботи опубліковані у рецензованому журналі The Astrophysical Journal Letters. Вони змушують переглянути припущення, які астрофізики закладають у моделі таких подій, пише Universe Today.
Слід елементів
Команда відтворила обидві події на суперкомп’ютері Chicoma, щоб з’ясувати, які важкі елементи могли утворитися під час вибухів через швидке захоплення нейтронів. Торік та сама група запропонувала новий механізм синтезу речовин, важчих за залізо, саме для колапсарів.
Магазин від Universe Space Tech
Шкарпетки Космічна Капібара – Велика Капі
До товаруЯк повідомляє Лос-Аламоська національна лабораторія, змодельований хімічний склад, без значної домішки найважчих елементів – лантаноїдів, золота і свинцю, майже точно узгодився зі спостережуваними даними обох сплесків.
Це стало головним аргументом на користь колапсарної версії. Почервоніння спектру зазвичай вказує на утворення лантаноїдів — групи рідкоземельних металів, які ефективно поглинають і розсіюють світло, через що випромінювання зміщується в інфрачервону область. Але цього разу модель пояснила його без залучення великої кількості лантаноїдів.
Складніша картина кілонових
Фізик-теоретик Метью Мампауер, співавтор дослідження, пояснив, що тип кілонової у цих довготривалих гамма-сплесках не обов’язково означає синтез золота, навіть якщо сигнал має червону складову, типову для виробництва лантаноїдів. Проста модель з одним компонентом пояснює дані без додаткових припущень, а самі кілонові виявилися значно різноманітнішими та складнішими для тлумачення, ніж вважалося раніше.
У 2023 році за допомогою James Webb у спектрі кілонової після GRB 230307A виявили хімічний підпис телуру, що стало одним із найпереконливіших доказів утворення важких елементів під час злиття нейтронних зір. Нова робота ставить цю інтерпретацію під сумнів і показує, що подібний спектральний підпис може виникати й у колапсарному сценарії.
Майбутні спостереження, що включатимуть реєстрацію гравітаційних хвиль, допоможуть астрофізикам точніше визначати походження кілонових і пов’язаних із ними гамма-сплесків. Наприкінці 2026 року детектори LIGO мають розпочати новий спостережний цикл IR1, а наступний повномасштабний цикл O5, за прогнозами, збільшить кількість виявлених кілонових на порядок у порівнянні з попереднім.
