|
Тайна, стоящая за необычным гамма-всплеском
|
|
|
|
Астрономы, возможно, наконец-то разгадали тайну, стоящую за космическим взрывом почти двадцатилетней давности, который, казалось, нарушил все законы физики. Энергетический выброс мощного гамма-всплеска GRB 061201, обнаруженного в 2006 году, не соответствовал хорошо известным закономерностям, наблюдаемым при других подобных взрывах. Теперь, в новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal 3 августа, астрономы выяснили, почему.
|
|
|
|
Гамма-всплески (GRB) являются одними из самых сильных и энергичных событий во Вселенной. В течение почти двух десятилетий один гамма-всплеск отказывался раскрывать свои секреты. Когда в 2006 году в небе на короткое время вспыхнула GRB 061201, астрономы зафиксировали его угасающее послесвечение, но не обнаружили в его месте явной галактики. Обычно считается, что короткий всплеск, такой как GRB 061201, возникает, когда два чрезвычайно плотных, компактных объекта, таких как две нейтронные звезды или нейтронная звезда и черная дыра, по спирали сближаются и сливаются.
|
|
|
|
Чтобы понять, что вызвало вспышку, астрономам нужно знать, на каком расстоянии от нас находится галактика, в которой она произошла. Это позволит им рассчитать истинную выделившуюся энергию, степень фокусировки джета вспышки и другие ключевые физические характеристики. Этот гамма-всплеск долгое время относили к разряду «беспривязных».
|
|
|
|
|
|
|
Его происхождение пытались объяснить с помощью двух конкурирующих теорий: либо вспышка произошла в соседней галактике (G1) с красным смещением z = 0,111, либо галактика, в которой она произошла, была слишком тусклой и находилась слишком далеко, чтобы её можно было обнаружить с помощью существующих телескопов.
|
|
|
|
Проблема с теорией о соседней галактике заключается в том, что для соответствия характеристикам вспышки потребовался бы неправдоподобно узкий джет, из-за чего общая энергия вспышки сильно отклонялась бы от нормы, характерной для других коротких гамма-всплесков. Кроме того, это означало бы необычно высокую частоту слияний компактных объектов в близлежащих областях, что противоречит независимым измерениям, проведённым с помощью детекторов гравитационных волн. Оба варианта предполагают, что настоящая галактика, в которой произошёл всплеск, находится гораздо дальше, чем предполагалось в теории о соседней галактике.
|
|
|
|
В новом исследовании, проведённом под руководством Юйханя Мао из Обсерватории Пурпурной горы Китайской академии наук, команда использовала снимки с высоким разрешением, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и космического телескопа «Хаббл», чтобы найти более удалённую галактику, в которой мог произойти всплеск.
|
|
|
|
Исследуя тот же участок неба, где был зафиксирован всплеск, команда обнаружила ранее неизвестную, очень тусклую галактику (G2) в непосредственной близости от места всплеска. Также они обнаружили ещё более тусклый и близкий объект (G3). Используя данные о яркости объекта в разных диапазонах длин волн — метод, называемый аппроксимацией спектрального распределения энергии, — они оценили красное смещение галактики G2 примерно в 1,2, что согласуется с более ранними косвенными оценками расстояния, полученными на основе данных о послесвечении.
|
|
|
|
Стресс-тесты
|
|
|
|
Чтобы проверить, не является ли это случайным совпадением, когда случайная, не связанная с всплеском фоновая галактика оказалась рядом с местом всплеска, астрономы провели статистическую проверку, которая показала, что вероятность «случайного совпадения» составляет 18 %. Несмотря на то, что галактика G3 расположена ближе к месту всплеска, чем G2, статистическая вероятность «случайного совпадения» для неё составляет 43 %, а её спектральные характеристики указывают на слишком высокое красное смещение, чтобы оно могло соответствовать всплеску. В совокупности эти два факта исключают возможность того, что G3 является серьёзным кандидатом на роль галактики-хозяина.
|
|
|
|
Команда провела стресс-тестирование G2 с помощью нескольких независимых физических тестов, предоставив доказательства, свидетельствующие в пользу того, что он является истинным хозяином: энергетическая отдача взрыва намного лучше соответствует установленным закономерностям на этом расстоянии, поведение остаточного свечения взрыва более точно соответствует более отдаленному сценарию, а предполагаемая скорость слияния намного лучше согласуется со скоростями измеряется независимо с помощью гравитационно-волновых наблюдений. В совокупности "источник с высоким красным смещением z = 1,2 представляется наиболее самосогласованной физической основой для GRB 061201", - пишут исследователи в статье.
|
|
|
|
Команда отмечает, что в конечном счете для полного подтверждения результата потребуется прямое спектроскопическое измерение расстояния до G2. "Однако мы предупреждаем, что глубокие спектроскопические наблюдения G2 в конечном счете необходимы для подтверждения его фотометрического красного смещения и обеспечения астрофизической основы, представленной здесь", - заключают они.
|
|
|
|
Источник
|
