Ученые открыли новый вид космического взрыва - «гибридный гамма-всплеск», который станет предметом четырех статей, опубликованных в журнале Nature 21 декабря 2006 года. Ученые включают четырех астрофизиков из Университета штата Пенсильвания, а также других специалистов по всему миру. Всплеск был обнаружен с помощью спутника NASA Swift 14 июня 2006 года, и с тех пор его изучали с помощью более дюжины телескопов, включая космический телескоп Хаббла и крупные наземные обсерватории.
Гамма-всплески - самые мощные взрывы во Вселенной, но они случайны и мимолетны, никогда не появляются в одном и том же месте дважды. Единственный способ изучить их в деталях - это наблюдать их как можно быстрее с помощью самых мощных телескопов, которые у нас есть», - объясняет Дерек Фокс, доцент кафедры астрономии и астрофизики в Пенсильванском университете. Фокс - автор одной из статей в Nature, в которой представлены наземные наблюдения и наблюдения космического телескопа Хаббл затухающего послесвечения гибридного гамма-всплеска в оптическом свете., по причинам, которые мы еще не полностью понимаем». Фокс является главным исследователем одной из программ космического телескопа Хаббла, которая предоставила данные о гибридном гамма-всплеске.
Как и другие гамма-всплески, этот гибридный всплеск, вероятно, сигнализирует о рождении новой черной дыры. Однако неясно, какой объект или объекты взорвались или слились, образовав черную дыру или, возможно, что-то еще более причудливое. Гибридный всплеск обладает свойствами двух известных классов гамма-всплесков, характеризуемых как «длинные» и «короткие», но имеет и другие особенности, которые не могут быть объяснены.
Долгие гамма-всплески длятся более двух секунд и, по-видимому, возникают в результате коллапса ядра массивной звезды, образуя черную дыру. Большинство этих всплесков происходят с края видимой Вселенной. Короткие гамма-всплески, которые длятся менее двух секунд и часто длятся всего несколько миллисекунд, по-видимому, являются результатом слияния двух нейтронных звезд или нейтронной звезды с черной дырой, что впоследствии создает новую или большую черную дыру.
«У нас есть много данных об этом взрыве, и мы посвятили ему много времени для наблюдения, и мы просто не можем понять, что взорвалось», - сказал Нил Герелс из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, ведущий автор одного исследования. сообщает Природа. «Кажется, все данные указывают на новый, но, возможно, не такой уж необычный вид космического взрыва». Гибридный всплеск, названный GRB 060614 по дате обнаружения, произошел на расстоянии 1,6 миллиарда световых лет в созвездии Инда. Астрофизики штата Пенсильвания Джон Ноусек и Питер Миширос являются соавторами статьи под руководством Герелса, в которой описывается открытие и наблюдение этого всплеска с помощью спутника Swift. В этой статье показано, что всплеск, несмотря на его 102-секундное излучение, демонстрирует некоторые характеристики, ожидаемые от коротких всплесков длительностью менее секунды. Но во вспышке не было признаков взрыва сверхновой или звезды, которые обычно наблюдаются вскоре после длинных вспышек. Кроме того, галактика-хозяин вспышки имеет низкую скорость звездообразования, и несколько звезд достаточно массивны, чтобы производить длинные гамма-всплески и сверхновые звезды.
«Этот всплеск был достаточно близок, чтобы обнаружить сверхновую, если она существовала, - сказал Авишай Гал-Ям из Калифорнийского технологического института, ведущий автор другого отчета Nature, - но даже Хаббл ничего не увидел». Соавтор Дерек Фокс из Penn State добавляет: «Мы регулярно отслеживаем эти всплески с помощью Хаббла, и можно было ожидать, что только короткие всплески исчезнут таким образом. Это было огромным сюрпризом, когда мы посмотрели на эти данные и ничего там не нашли."
Некоторые свойства недавнего всплеска 060614 позволяют предположить, что этот новый всплеск больше походил на короткий всплеск от слияния звезд, чем на длинный всплеск от одиночной коллапсирующей звезды. Но никакая предыдущая теоретическая модель слияния не может поддерживать устойчивый выброс энергии гамма-излучения в течение 102 секунд. Однако этот новый всплеск, который был в восемь раз ярче других бесспорных коротких всплесков, породил новую теоретическую парадигму, которая будет опубликована в статье в Astrophysical Journal. Эта статья была написана в соавторстве с учеными из Годдарда и Пенсильванского университета, в том числе Мишусом из Пенсильванского университета и Дэвидом Берроузом, ведущим научным сотрудником рентгеновского телескопа Свифта, и под руководством Бинга Чжана, бывшего научного сотрудника Пенсильванского университета, который сейчас находится в Университете Невады в Лас-Вегасе.
"Мы использовали хорошо известное масштабное соотношение между пиковой энергией спектров и видимой светимостью, которой этот всплеск, по-видимому, подчиняется, чтобы уменьшить светимость этого всплеска до значения, сравнимого со значением других коротких всплесков, - говорит Мишарос. Показывая, что «уменьшенная» версия этого всплеска очень похожа на короткий всплеск, статья предоставляет независимые доказательства связи этого с популяцией коротких всплесков."Возможно, что многие - или, возможно, все - всплески, которые обычно классифицировались бы как короткие, имеют более продолжительное и более тусклое излучение гамма-лучей с более низкой энергией, которое становится более заметным, когда они такие же яркие, как этот очень яркий лопнул», - поясняет он. «Если это так, новая загадка состоит в том, чтобы понять, что вызывает эти более тусклые и продолжительные выбросы, и эта загадка находится практически на неизведанной территории».
Пока ученые не могут решить, был ли это длинный короткий всплеск в результате слияния или длинный всплеск в результате взрыва звезды, который по какой-то неизвестной причине не породил сверхновую, большинство приходит к выводу, что должен происходить какой-то новый процесс. игра: либо модель слияний, создающих всплески секундной продолжительности, нуждается в капитальном пересмотре, либо звезда-прародитель от взрыва по своей сути отличается от той, которая производит сверхновые.