Концепция гамма-всплеска
27 апреля 2013 года струя света от умирающей звезды в отдалённой галактике оказалась в центре внимания астрономов со всего мира. Взрыв, известный как гамма-всплеск GRB 130427A, считается самым сильным и ярким космическим выбросом энергии за всё историю наблюдений.
Три спутника NASA, работая в тандеме с автоматизированными телескопами наземного базирования, захватили «никогда прежде невиданные» детали этого явления, которые бросают вызов современным теоретическим понятиям относительно того, как происходят гамма-всплески.
По словам Paul Hertz, директора Astrophysics Division NASА, астрономы полагают, что подобного рода гамма-всплеск происходит всего один или два раза за столетие. Он считает, что учёным крупно повезло, что гамма-всплеск произошёл именно тогда, когда у них под рукой была соответствующая «коллекция» чувствительных космических телескопов, оснащённых дополнительными возможностями для проведения наблюдений за подобного рода астрономическими явлениями.
Гамма-всплески – это самые яркие выбросы энергии взрывного характера, которые, как полагают учёные, происходят тогда, когда ядро массивной звезды исчерпывает запасы ядерного топлива, что приводит к разрушению под воздействием её собственного веса и в конечном итоге формированию черной дыры. Черная дыра нередко испускает струи частиц (джеты), которые, проходя через разрушающуюся звезду, «прорываются» в космическое пространство почти со скоростью света.
Гамма-излучение – самая энергетическая форма света. Горячее вещество, окружающее новосозданную черную дыру, и внутренние ударные волны, создаваемые столкновениями частиц внутри джетов, как полагают учёные, испускают гамма-лучи с энергией в миллион электрон-вольт (МэВ), или примерно в 500 тысяч раз больше энергии видимого света. Самая энергетическая эмиссия с излучением в 1 млрд. электрон-вольт (ГэВ), по мнению многих исследователей, возникает, когда джеты «врезаются» в окружающую его среду, формируя внешнюю ударную волну.
Прибор Gamma-ray Burst Monitor (GBM), установленный на борту космической обсерватории NASA «Ферми», проводящей наблюдения в диапазоне гамма-излучения, зарегистрировал первую волну гамма-лучей от GRB 130427A в 3:47 по EDT 27 апреля 2013 года. Буквально через три секунды стало понятно, что астрономы имеют дело с самым сильным гамма-всплеском в истории наблюдений.
По словам Rob Preece из University of Alabama, который является членом команды «Ферми» и возглавлял исследования GBM, захватывающие результаты наблюдений GBM показали, что представление учёных о гамма-всплесках абсолютно не соответствуют реальной картине происходящего.
Рентгеновский телескоп NASA «Swift» обнаружил взрыв практически одновременно с GBM и незамедлительно передал его координаты в обсерватории наземного базирования.
Телескопы, которыми управляет Los Alamos National Laboratoryв Нью-Мексико являются частью проекта RAPTOR (Rapid Telescopes for Optical Response). Учёные RAPTOR сразу же подключились к наблюдениям. В видимом диапазоне вспышка GRB 130427A также была видна. Она достигла максимума в 7 баллов по астрономической шкале яркости, благодаря чему её можно было без проблем увидеть в бинокль. По словам астрономов, GRB 130427A – это вторая самая яркая вспышка, когда-либо замеченная учёными.
Некоторые исследователи отмечали, что среди множества частиц были гамма-кванты чрезвычайно большой энергии. «Ферми» удалось зарегистрировать фотоны, энергия которых достигала 95 ГэВ.
Наблюдения за GRB 130427A положены в основу пять научно-исследовательских работ, четыре из которых выдвигают на первый план вклад в исследование «Ферми», Swift и RAPTOR. Статьи опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters 21 ноября 2013 года.
Напомним, что гамма-всплески были впервые открыты в 60-е годы ХХ века, когда были развернуты программы по наблюдению за испытанием ядерного оружия. Спустя некоторое время после запуска специальных космических аппаратов «Vela» было зафиксировано несколько событий, которые можно было расценить как нарушение запрета на испытание ядерного оружия, если бы не место с откуда они исходили – созвездие Большой Медведицы.
