Рентгенівське післясвічення GRB 080916C виглядає помаранчевим і жовтим у цьому виді, який об’єднує зображення ультрафіолетового/оптичного та рентгенівського телескопів Swift. Авторство: NASA/Swift/Stefan Immler
Дослідники, які використовують гамма-космічний телескоп Фермі, повідомляють про гамма-вибух, який знищує все, що вони бачили раніше. Вибух, зафіксований минулої осені в сузір'ї Кіля, вивільнив енергію 9000 наднових.Колапс дуже масивних зірок може призвести до сильних вибухів, які супроводжуються сильними спалахами гамма-променів, які є одними з найяскравіших подій у Всесвіті. Типові гамма-сплески випромінюють фотони з енергією від 10 кілоелектрон-вольт до приблизно 1 мегаелектрон-вольта. Фотони з енергією вище мегаелектрон-вольт були помічені в деяких дуже рідкісних випадках, але відстані до їх джерел не були відомі. Про це повідомляє Міжнародний дослідницький консорціум у випуску журналу цього тижняНауковий експресщо гамма-телескоп Фермі виявив фотони з енергією від 8 кілоелектрон-вольт до 13 гігаелектрон-вольт, що надходять від гамма-сплеску 080916C.
Фермі, раніше відомий як GLAST, зображений перед запуском навесні 2008 року. Фото: NASA/Дімітрі Герондідакіс
Вибух, позначений GRB 080916C, стався відразу після опівночі за Гринвічем 16 вересня (7:13 вечора 15 числа на сході США). Два наукові інструменти Фермі — телескоп великої площі та монітор гамма-сплеску — одночасно зафіксували подію. Разом ці два інструменти забезпечують уявлення про гамма-випромінювання вибуху з енергією від 3000 до більш ніж 5 мільярдів разів більше, ніж видиме світло.
Команда під керівництвом Йохена Грейнера з Інституту позаземної фізики Макса Планка в Гархінгу, Німеччина, встановила, що вибух стався на відстані 12,2 мільярда світлових років від нас за допомогою оптичного/ближнього інфрачервоного детектора (GROND) на 2,2-метровому датчику. (7,2-футовий) телескоп в Європейській південній обсерваторії в Ла-Сілла, Чилі.
«Це вже був захоплюючий сплеск», — каже Джулі МакЕнері, заступник наукового співробітника проекту Fermi в Центрі космічних польотів Годдарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд. «Але завдяки дистанції команди GROND це перетворилося з захоплюючого на надзвичайне».
Астрономи вважають, що більшість гамма-вибухів відбувається, коли в екзотичних масивних зірок закінчується ядерне паливо. Коли ядро зірки руйнується в чорну діру, струмені матеріалу, що керуються процесами, які ще не повністю вивчені, вибухають назовні майже зі швидкістю світла. Струмені пройшли крізь зірку, що руйнується, і продовжують у космос, де вони взаємодіють з газом, раніше вилитим зіркою. Це створює яскраве післясвічення, яке з часом згасає.
Сплеск не тільки вражаючий, але й загадковий: дивна затримка в часі відокремлює викиди з найвищою енергією від найменших. Така затримка в часі була чітко помічена лише в одному попередньому сплеску, і дослідники мають кілька пояснень, чому вона може існувати. Можливо, що затримки можна пояснити структурою цього середовища, коли гамма-промені низької та високої енергії «виходять з різних частин струменя або створюються за допомогою іншого механізму», – сказав головний дослідник великого телескопа Пітер Майкельсон. , професор фізики Стенфордського університету, пов'язаний з Департаментом енергетики.
Інша, набагато більш спекулятивна теорія припускає, що, можливо, затримки в часі є результатом не чогось у навколишньому середовищі чорної діри, а тривалої подорожі гамма-променів від чорної діри до наших телескопів. Якщо теоретична ідея квантової гравітації правильна, то в її найменшому масштабі простір є не гладким середовищем, а бурхливою киплячою піною «квантової піни». Гамма-промені меншої енергії (і, отже, легші) будуть проходити крізь цю піну швидше, ніж гамма-промені вищої енергії (і, отже, більш важкі). Протягом 12,2 мільярдів світлових років цей дуже малий ефект може призвести до значної затримки.
Результати Fermi забезпечують найсильніший на сьогоднішній день перевірку консистенції швидкості світла при цих екстремальних енергіях. Оскільки Фермі спостерігає більше спалахів гамма-випромінювання, дослідники можуть шукати часові лаги, які відрізняються по відношенню до спалахів. Якщо ефект квантової гравітації присутній, часові лаги повинні змінюватися залежно від відстані. Якщо причиною є середовище навколо джерела сплеску, затримка повинна залишатися відносно постійною, незалежно від того, наскільки далеко відбувся сплеск.
«Цей сплеск викликає всілякі запитання», — каже Майкельсон. «Через кілька років ми отримаємо досить гарну вибірку спалахів, і, можливо, ми отримаємо відповіді».
Джерело: Eurekalert