11 апреля 2023, вторник, 03:38 105

Китайские космические телескопы точно измерили самый яркий гамма-всплеск во вселенной

Редактор: Тимофій Борзенко

Read in English

Китайские астрономы в Институте физики высоких энергий Китайской академии наук в Пекине, столице Китая. Фото: Синьхуа/Цзин Ливанг.

Поделиться:
Скопировано

Международная совместная группа, используя два китайских космических телескопа, добилась беспрецедентно точного измерения гамма-всплеска (GRB), который высвободил примерно в восемь раз больше энергии массы покоя Солнца во всех направлениях за одну минуту. Об этом сообщает Информационное агентство Синьхуа.

Команда, возглавляемая сотрудниками Института физики высоких энергий (IHEP) при Китайской академии наук, опубликовала результаты, которые увеличили рекордную яркость гамма-всплеска в 50 раз.

Гамма-всплеск, кодируемый GRB 221009A, является самым ярким из когда-либо обнаруженных с момента открытия этого невероятно мощного взрыва в далеких галактиках, самого мощного и яркого электромагнитного события со времен Большого взрыва.

В октябре 2022 года он был обнаружен телескопами с Земли и из космоса, в том числе китайской Большой высотной обсерваторией атмосферных осадков (LHAASO) и китайским рентгеновским астрономическим спутником Insight-HXMT (телескоп с модуляцией жесткого рентгеновского излучения).

"Всплеск, произведенный в месте на расстоянии 2,4 млрд световых лет от Земли, является редко наблюдаемым астрономическим событием из-за его яркости и относительно близкого расположения", – отметил Чжан Шуангнань, главный научный сотрудник Insight-HXMT и исследователь ИФВЭ.

Всплески большей продолжительности (обычно более двух секунд) генерируются коллапсом и взрывом звезд с массой в десятки раз больше солнечной. Короткие вспышки образуются при слиянии двух компактных небесных тел, таких как черные дыры или нейтронные звезды, которые также могут сопровождаться гравитационными волнами.

"Взрывы этих двух видов приведут к чрезвычайно компактному небесному объекту, который выпустит две струи со скоростью, близкой к скорости света, в противоположных направлениях", – сказал Сюн Шаолинь, главный научный сотрудник GECAM-C, другого космического телескопа страны, запущенного в космос в июле 2022 года.

"Поэтому мы можем обнаружить эти излучения только тогда, когда одна струя направлена прямо на Землю", – сказал Сюн, также из ИФВЭ.

С 1967 года было обнаружено около 10 тыс гамма-всплесков. Но точное измерение свойств мгновенного излучения GRB 221009A довольно сложно изучить из-за его исключительной яркости.

Комбинированные наблюдения

В новом исследовании Insight-HXMT и GECAM-C или гравитационно-волновой высокоэнергетический электромагнитный монитор всего неба C, среди других телескопов в мире, использовались для измерения переходных излучений и раннего послесвечения этого всплеска. Послесвечение возникало, когда взорвавшиеся джеты подверглись влиянию близлежащей межзвездной среды.

Телескоп GECAM-C, специально разработанный для наблюдений за гамма-всплесками и электромагнитным аналогом гравитационных волн, позволяет избежать инструментальных проблем, связанных с яркостью, таких как насыщение и потеря данных, суммирование сигналов и чрезмерное мертвое время.

Этот телескоп осуществил полное и точное исследование основного излучения GRB 221009A, которое доминирует во всплеске потока, в диапазоне энергий мягкого гамма-излучения, в то время как Insight-HXMT сделал свою часть работы в диапазоне жесткого рентгеновского излучения для получения высококачественных данных об излучении, предшествующем вспышке, и раннем послесвечении, рассказали исследователи.

Космические зонды серии GECAM, используя службу коротких сообщений китайской навигационной спутниковой системы BeiDou для осуществления связи спутник-Земля в режиме реального времени, обнаружили ряд мощных взрывов, в том числе от гамма-всплесков, магнитных звезд, быстрые радиовсплески, солнечные вспышки и земные вспышки гамма-излучения.

Insight-HXMT, первый китайский рентгеновский астрономический спутник, запущенный на орбиту в июне 2017 года, за последние пять лет сделал открытия, касающиеся черных дыр, нейтронных звезд и быстрых радиовсплесков.

LHAASO, гигантский детектор космических лучей, расположенный на высоте 4,41 км над уровнем моря в провинции Сычуань на юго-западе Китая, также внес свой вклад в обнаружение, и дополнительные результаты будут опубликованы позже, заявили исследователи.

Новые совместные наблюдения показали, что точка перегиба послесвечения от медленного затухания к быстрому появилась довольно рано, что означает, что струя, вызванная всплеском, очень узкая, один из самых узких гамма-всплесков, когда-либо обнаруженных.

Результаты показали, что этот всплеск может иметь центральный "двигатель", который может запускать и коллимировать очень узконаправленную струю с обычным запасом энергии, что приводит к исключительно яркому гамма-излучению на единицу телесного угла, говорят исследователи.

"Эта работа открыла совершенно новую перспективу для более глубокого понимания этого экстремального космического взрывного события", – подчеркнул Чжан.