Космический телескоп NASA «Хаббл» недавно представил убедительные доказательства, что кратковременные всплески гамма-излучения являются последствием слияния двух небольших суперплотных звездных объектов.
Доказательства получены в результате исследования нового вида звёздного взрыва, получившего название килонова. Ими стала энергия, испускаемая в результате столкновения двух космических объектов. «Хаббл» зафиксировал постепенное угасание огненного шара от килоновы, произошедшей в прошлом месяце, примерно в четырёх млрд. световых лет от Земли.
Учёные предполагали, что всплески коротковолнового гамма-излучения сопровождаются килоновой, но прежде зафиксировать это явление астрономам не удавалось.
По словам Nial Tanvir из University of Leicester в Великобритании, полученные наблюдения позволили разрешить загадку происхождения коротких всплесков гамма-излучения. Tanvir руководит командой исследователей, которые посредством телескопа «Хаббл» проводили анализ недавней вспышки гамма-излучения.
Nial Tanvir отмечает, что множество астрономов, включая подведомственную ему группу, уже предоставили множество свидетельств, что длительные гамма-всплески (длительность которых более двух секунд) являются результатом распада массивных звёзд. Команда Tanvir на тот период обладала слабыми косвенными доказательствами того, что короткие вспышки гамма-излучения являются последствием слияния объектов. Новые данные полностью подтвердили выдвинутую учёными гипотезу.
Результаты исследований были опубликованы 3 августа в специальном интерактивном выпуске журнала Nature.
Килонова примерно в тысячу раз ярче взрыва при извержении белого карлика, однако может в 100 раз уступать по яркости взрыву массивной звезды. Всплески гамма-излучения – таинственные вспышки интенсивного излучения огромнейшей энергии, которые появляются в космическом пространстве. Кратковременные вспышки длятся всего несколько долей секунды. В результате возникает слабое послесвечение в видимом и ближнем инфракрасном свете. Длятся такие явления от нескольких часов до нескольких дней. Именно особенности этих свечений помогли учёным выяснить, что именно лежит в основе вспышек гамма-лучей в наиболее отдалённых галактиках.
Астрофизики предполагают, что кратковременные всплески происходят, когда пара супер плотных нейтронных звёзд в бинарной системе укоряются вместе. Этот процесс происходит, когда система испускает гравитационную радиацию, создавая крошечные волны в ткани пространство-время. Энергия, выделяемая волнами, способствует тому, что звёзды сближаются и за миллисекунды до взрыва эти две звезды сливаются в смертельную спираль, которая и высвобождает высокорадиоактивный материал. В последующем это материал нагревается и постепенно расширяется, излучая при этом свет.
В недавней научной публикации Jennifer Barnes и Daniel Kasen из University of California и Lawrence Berkeley National Laboratory представили новые расчёты, обосновывающие как именно должна выглядеть килонова. Они предположили, что раскалённая плазма, которая также является источником гамма-излучения, блокирует видимый свет, в результате чего светящиеся энергия от килоновы должна быть видна в инфракрасном свете на протяжении нескольких дней после вспышки.
3 июня 2013 года представилась уникальная возможность проверить эту модель. Космический телескоп NASA Swift space telescope зафиксировал чрезвычайно яркий всплеск гамма-излучения, длительностью всего 1 секунда. Вспышка закаталогизирована как GRB 130603B. Хотя первоначальная струя гамма-изучения и продлилась всего 1/10 секунды, она была примерно в 100 млрд. раз более яркой, нежели последующее излучение килоновы.
Напряжении двух дней 12 и 13 июня Swift space telescope искал месторасположение первоначального взрыва. Поиски увенчались успехом — был зафиксирован слабый красный объект. Последующие наблюдения Hubble 3 июля показали, что источник исчез, тем самым став ключевым свидетельством того, что свечение в инфракрасном диапазоне спектра стало результатом взрыва, сопровождавшим процесс слияния двух небесных объектов.
