Гамма-всплески — это взрывы чрезвычайно высокой энергии в далеких галактиках длительностью от миллисекунд до нескольких часов. Существует два класса гамма-всплесков. Большинство (70 процентов) — это длительные вспышки, длящиеся более двух секунд, часто с ярким послесвечением. Обычно они связаны с галактиками с быстрым звездообразованием.
Астрономы нашли причину старого гамма-всплеска — это «крик» умирающей звезды
Когда астрономы заметили мощный гамма-всплеск (GRB) в октябре 2019 года, наиболее вероятным объяснением было то, что он был вызван взрывом массивной сверхновой.
Gemini
До сих пор исследователи сомневались в природе этого всплеска, но последние данные расставили все по своим местам.
Астрономы считают, что длинные всплески связаны с гибелью массивных звезд, которые коллапсируют, образуя нейтронную звезду или черную дыру (реже — магнетар).
Молодая черная дыра произвела бы струи высокоэнергетичных частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, достаточно мощных, чтобы пробить остатки звезды-прародителя, испуская рентгеновские и гамма-лучи.
Те гамма-всплески, которые длятся менее двух секунд (около 30 процентов), считаются короткими всплесками, обычно исходящими из областей с очень небольшим звездообразованием. Астрономы считают, что эти гамма-всплески являются результатом слияния двух нейтронных звезд или нейтронной звезды, сливающейся с черной дырой, образующей «килоновую».
Гамма-всплеск от сверхновой
Гамма-всплеск, обнаруженный обсерваторией SWIFT еще в 2019 году, попал в категорию длинных. Но астрономы были озадачены, потому что они не нашли никаких доказательств соответствующей сверхновой.
«На каждые сто событий, которые вписываются в традиционную схему классификации гамма-всплесков, есть по крайней мере одно необычное событие, которое ставит нас в тупик, - сказал соавтор Вен-фай Фонг, астрофизик из Северо-Западного университета. — Однако именно эти необычные вспышки больше всего говорят нам о впечатляющем разнообразии взрывов, на которые способна Вселенная».
Существует три хорошо известных процесса гибели звезды в зависимости от ее массы. Массивные звезды взрываются в виде сверхновой, в то время как звезда с массой нашего собственного Солнца сбросит свои внешние слои и в конечном итоге исчезнет, превратившись в белого карлика.
А звездные остатки, образовавшиеся от сверхновых — нейтронные звезды или черные дыры — могут образовывать двойные системы и в конечном итоге сталкиваться.
Теперь у нас есть четвертая альтернатива: звезды в плотно упакованных областях древних галактик могут сталкиваться — явление, которое очень редко встречается в активных, но не очень плотных галактиках. В древней галактике могло быть миллион звезд, упакованных в область всего в несколько световых лет в поперечнике.
И в этом случае гравитационные эффекты от нахождения так близко к сверхмассивной черной дыре изменили бы движения этих звезд так, что они двигались бы в случайных направлениях. Рано или поздно столкновение должны были происходить.
На самом деле, ученые предполагают, что такого рода столкновения могут быть даже не такими уж редкими; мы просто не обнаруживаем характерные гамма-всплески и послесвечения из-за всей пыли и газа, скрывающих наш обзор центров древних галактик.
Если бы астрономы смогли в будущем уловить сигнатуру гравитационной волны в сочетании с таким GRB, это могло бы рассказать им больше об этом виде звездной смерти.