Международная группа исследователей с участием ученых Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга МГУ представила результаты наблюдений на разных длинах волн за излучением самого яркого гамма-всплеска за всю историю наблюдений — GRB 221009A. По результатам проведенного анализа исследователи предложили новую модель джетов и пришли к выводу, что подобные яркие явления могут наблюдаться гораздо чаще.
GRB 221009A — самый яркий и один из самых близких к Земле всплесков гамма-излучения. Астрономические обсерватории по всему миру и на орбите Земли зафиксировали это астрономическое явление 9 октября 2022 года. Использование разнообразных телескопов позволило исследователям собрать данные об излучении в широком диапазоне от радиоволн до фотонов с энергией 18 Тэв — это почти в 1.5 раза больше, чем рекордная энергия столкновения в Большом адронном колайдере.
Оказалось, что высвобожденная в гамма-всплеске энергия по расчетам изотропной светимости эквивалентна 5 массам покоя Солнца — ученые наблюдали лишь несколько сравнимых гамма-всплесков. Такое сочетание мощности и близости к Земле, согласно существующим моделям должно встречаться раз в 1000 лет.
Модель джета гамма-всплеска. Изображение: МГУ
В послесвечении гамма-всплеска исследователи заметили интересную особенность — «колено». Изменение послесвечения, зафиксированное приборами, затухает сначала медленно, а затем более резко. Это колено теоретически должно было наблюдаться во всех диапазонах, но на практике, оказалось, что это не так.
Частицы, летящие с ультрарелятивскими скоростями, излучают свет, в основном, вперед в узком конусе (эффект «прожектора»), который тем шире, чем медленнее скорость частиц. Релятивистская струя тоже несимметрична и напоминает конус, но с другим, более широким углом раскрытия. Пока движение быстрое, наблюдатель не видит края струи и ему кажется, что взрыв напоминает шар, но в какой-то момент частицы замедляются настолько, что конус излучения становится больше конуса струи. И теперь наблюдатель видит край струи, который почти не светит.
Липунов Владимир Михайлович, почетный профессор МГУ и руководитель проекта МАСТЕР
Проанализировав собранные данные, исследователи пришли к выводу, что джеты излучения гамма-всплеска устроены сложнее, чем предполагали предыдущие модели. Они установили, что подобные яркие всплески могут происходить не раз в 1 000 лет, а раз в десятки лет.
