Астрономы обнаружили самый энергичный гамма-луч из космического взрыва

Этот невероятный свет был получен гамма-всплесками (GRB), редким космическим событием, которое характеризуется коротким и невероятно мощным взрывом. В трех новых работах, опубликованных в журнале Nature, исследователи подробно описывают наблюдения двух из этих событий: GRB 180720B и GRB 190114C.

Более 300 ученых в международном сотрудничестве обнаружили фотоны, испущенные во время событий, их энергии превышали 100 гигаэлектронвольт, причем некоторые из них были в 10 раз энергичнее.

«Гамма-всплески - это самые мощные взрывы, известные во Вселенной, и они обычно выделяют больше энергии всего за несколько секунд, чем наше Солнце за всю свою жизнь», - говорит Дэвид Берге, глава отдела астрономии гамма-излучения в Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY).

Эти наблюдения также являются первыми обнаружениями гамма-всплесков наземными гамма-телескопами, гамма-обсерваторией Ферми и Обсерваторией Нила Гёрлса и были возможны только благодаря сотрудничеству различных групп на разных приборах.

Как только GRB обнаружен, в телескопы по всему миру отправляется объявление о проведении последующих наблюдений. Для GRB 180720B Высокоэнергетическая стереоскопическая система (HESS) в Намибии в то время находилась не в той части планеты, чтобы увидеть ее, и ей пришлось ждать 10 часов, но она смогла изучить мощное послесвечение события.

Для GRB 190114C телескоп MAGIC (Крупная черновая гамма-съемка атмосферы) на Канарских островах смог наблюдать событие в течение 50 секунд после сигнала тревоги, улавливая послесвечение GRB, которое произошло на расстоянии 7 миллиардов световых лет от Земли - в самом начале его эмиссии.

«Мы смогли указать на регион происхождения так быстро, что смогли начать наблюдение только через 57 секунд после первоначального обнаружения взрыва», - сказал Козимо Нигро из DESY, чья смена наблюдения произошла в то время. «За первые 20 минут наблюдения мы обнаружили тысячи фотонов из GRB 190114C».

Когда дело доходит до GRB, есть еще много неизвестных. Те, которые изучались в этих наблюдениях, известны как длинные гамма-всплески, так как они длиннее 2 секунд, но короче 10 000. Факты свидетельствуют о том, что они вызваны невероятно массивными звездами, ставшими сверхновой, оставляя позади черную дыру.

Невероятные энергии, достигаемые фотонами, происходят из-за процесса, называемого обратным комптоновским рассеянием. Фотоны в излучении изначально имеют низкую энергию, но они сталкиваются с электронами, движущимися со скоростью, близкой к скорости света. Таким образом, электрон теряет энергию, которая затем уносится фотонами, пишет IFLScience.

«Многое из того, что мы узнали о GRB за последние пару десятилетий, было получено в результате наблюдения их послесвечения при более низких энергиях», - сказала Элизабет Хейс, ученый проекта Ферми из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. «Теперь, благодаря этим новым наземным обнаружениям, мы видим гамма-лучи от гамма-всплесков совершенно по-новому».