Как гамма-всплески генерируют излучение

Ученые пытаются выяснить, откуда берется излучение гамма-всплесков. Оно длится всего несколько секунд, но за это время излучается больше энергии, чем может породить Солнце за 10 млрд лет.

Гамма-всплески похожи на лучи, бьющие сквозь всю Вселенную
Гамма-всплески похожи на лучи, бьющие сквозь всю Вселенную. Источник: phys.org

Загадочные гамма-всплески

Гамма-всплески (GRB) — это мощные вспышки гамма-излучения, которые обычно генерируют за несколько секунд больше энергии, чем Солнце производит за свою десятимиллиардную жизнь. Эти транзиентные явления являются одной из самых больших загадок в астрофизике, начиная с момента случайного открытия в 1967 году спутником ядерного наблюдения.

«Несмотря на то, что они изучаются уже более пятидесяти лет, механизмы, с помощью которых гамма-всплески производят свет, до сих пор неизвестны — это большая загадка современной астрофизики, — объясняет Джон Хаккила, ведущий автор исследования. — Понимание этих явлений может раскрыть нам некоторые из самых быстрых и мощных механизмов производства света, которые использует природа. Гамма-всплески настолько яркие, что их можно увидеть сквозь всю Вселенную. Они позволяют нам заглянуть в самые древние времена существования звезд».

Одной из причин того, что эта загадка до сих пор остается неразгаданной, является неспособность теоретических моделей дать последовательное объяснение характеристик гамма-всплесков и их поведения на кривой блеска. В астрономии так называют график зависимости интенсивности света небесного объекта от времени. Их изучение может дать важную информацию о физических процессах, которые стоят за различными космическими событиями, а также помочь в формировании теоретических представлений об их природе.

Однако этому процессу очень мешает тот факт, что не существует двух одинаковых кривых блеска гамма-всплесков, а длительность излучения может изменяться от миллисекунд до десятков минут в виде серии энергичных импульсов.

Импульсы гамма-всплесков

Импульсы — это основные единицы измерения гамма-квантов. Они указывают на время, когда гамма-всплеск начинается, а затем угасает. В это время могут наблюдаться вариации яркости, которые иногда могут происходить на очень коротких временных интервалах.

Очень трудно понять, как это может происходить, ведь время движется только в одном направлении. Механизм, который производит свет во время гамма-вспышки, каким-то образом производит паттерн яркости, а затем впоследствии генерирует этот же паттерн в обратном порядке. Это довольно странно, и это делает такие события уникальными. Считается, что гамма-излучение возникает в релятивистских струях, вылетающих из новообразованных черных дыр.

Движение релятивистских струй

«В этих моделях ядро умирающей массивной звезды коллапсирует, образуя черную дыру, а материал, попадающий в черную дыру, разрывается на части и перенаправляется наружу вдоль двух противоположных пучков, или джетов, — отмечает Хаккила. — Материал струи, направленной в нашу сторону, выбрасывается наружу почти со скоростью света. Поскольку гамма-всплески являются относительно кратковременными, всегда считалось, что струя остается направленной на нас в течение всего события. Но обратные во времени характеристики импульса было очень трудно объяснить, если они исходят изнутри неподвижной струи».

Чтобы решить эту проблему, ученые предположили, что струя таки движется во время импульса. То есть часть времени она направлена не прямо на нас. А это означает, что ее источник, чем бы он ни был, должен очень быстро вращаться.

По материалам phys.org

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine

Прочь из Млечного Пути: найдена ближайшая к Земле гиперскоростная звезда
Опасный случай декомпрессии на МКС вызвал переполох в радиоэфире
Беспрецедентное разрешение: cпутник компании Maxar сфотографировал МКС и Starliner
Интерактивная карта «Жнива надії» поможет украинским аграриям
Человек, который показал нам Солнечную систему: глава миссии Voyager Эд Стоун умер в возрасте 88 лет
Кратковременные космические путешествия не вредят здоровью человека
Образцы с обратной стороны Луны прибудут на Землю 25 июня
Космический телескоп Hubble раскрыл тайну взрыва 40-летней давности
На корабле Starliner обнаружена новая утечка гелия
Лунная станция стала на шаг ближе к запуску