Ученые изучили характеристики самого «темного» гамма-всплеска во Вселенной
Детальный спектральный анализ мгновенного и остаточного рентгеновского излучения (послесвечения) интенсивного двухэпизодного темного гамма-всплеска GRB 150309A выполнила международная группа ученых, в состав которой вошли астрономы Уральского федерального университета (УрФУ), 5 апреля сообщает пресс-служба УрФУ.
Гамма-всплески (GRB) представляют собой внезапные, самые мощные из известных выбросы гамма-излучения во Вселенной — в течение нескольких секунд происходит выброс такого количества энергии, какое наше Солнце выбросит лишь за 10 млрд лет свечения.
Руководитель исследований, профессор испанского Института астрофизики Андалусии Альберто Кастро-Тирадо пояснил:
«Гамма-всплески получают название „темных“ (dark bursts), когда, несмотря на интенсивное гамма-излучение, их оптическое послесвечение минимально или вовсе отсутствует. Отсутствие или слабость оптического послесвечения контрастирует с типичным поведением GRB, когда за гамма-всплеском следует яркое оптическое излучение. Термин „темные“ подчеркивает сложность обнаружения и изучения этих всплесков в оптических диапазонах электромагнитных волн, раскрытие свойств таких всплесков требует многоволновых наблюдений».
Перед научной группой стояла задача — установить природу мгновенного излучения и состав струи, выброшенной при всплеске GRB 150309A. Для ее решения они выполнили, на основе оптического и рентгеновского спектрального анализа распределения энергии, моделирование родительской галактики GRB 150309A, позволившее им исследовать окружающую межзвездную среду, в которой произошла данная вспышка.
Результаты анализа, выполненного командой, в которую вошли астрономы из Великобритании, Германии, Индии, Ирландии, Испании, Италии, Китая, России, США, Украины, Финляндии, Чехии и Южной Кореи, были представлены в статье о характеристиках темного гамма-всплеска, опубликованной в журнале Astronomy and Astrophysics.
Вспышка, которую исследовали ученые, была зафиксирована 9 марта 2015 года космической обсерваторией Fermi Gamma-ray Space Telescope, вращающейся на низкой земной орбите и предназначенной для наблюдения больших областей космоса в диапазоне гамма-излучения. Длительность вспышки составила около 52 секунд за два эпизода: после более мощного первого через 200 секунд последовал выброс более слабого и мягкого излучения.
Хотя гамма-излучение GRB 150309A было очень мощным, оптическое наблюдение телескопами BOOTES (Burst Observer и Optical Transient Exploration System) и GTC (Gran Telescopio Canarias) не позволило увидеть ее источник, но лишь родительскую галактику, откуда пришло гамма-излучение. Прибор CIRCE, установленный на GTC в испанской обсерватории Ла-Пальма, через 5,2 часа после гамма-вспышки зафиксировал рентгеновское послесвечение.
Такая оптическая невидимость источника сильного гамма-излучения и выраженный сдвиг в красную зону рентгеновского послесвечения позволили ученым отнести GRB 150309A к подклассу темных всплесков.
Участница исследований и соавтор статьи Мария Грицевич, доцент Университета Хельсинки, старший научный сотрудник УрФУ, отметила, что галактика-хозяин, где возник всплеск GRB 150309A, обладает уникальными характеристиками. Поскольку такие вспышки, как GRB 150309A, обычно происходят в глубине галактик, отличающихся высокой концентрацией космической пыли, то можно предположить, что они находятся на этапе затухания.
«Эта галактика, — говорит о „хозяйке“ вспышки Мария Грицевич, — описывается как очень пыльная, с глубоко внедренным гамма-излучением. Значительное содержание пыли и активные процессы звездообразования, вероятно, обусловливают сложную среду, на которую в свою очередь указывают высокая плотность газа в этой галактике и особые свойства ее затухания».
По результатам анализа моделей вспышки, GRB 150309A представляет собой одну из наиболее интенсивных известных темных гамма-вспышек, а наиболее вероятная причина ее затемнения — высокая концентрация пыли в родительской галактике.
Проведенный спектральный анализ выявил гибридный состав струи, выброшенной при гамма-всплеске, которая имеет смешанное доминирование материи и магнитного поля. Причиной такого всплеска, по словам Марии Грицевич, может быть как коллапс звезды, так и слияние космических объектов или же комбинация этих событий.
Как отмечают ученые, исследование такого космического объекта с очень красным рентгеновским послесвечением очень важно.
Альберто Кастро-Тирадо пояснил: «GRB 150309A предоставляет ценные сведения о ранней Вселенной, особенно о среде, окружающей гамма-всплески, и условиях в молодых галактиках. Обнаружение красного послесвечения GRB 150309A служит мощным инструментом для понимания пыльных окружающих сред, связанных с ранней эволюцией галактик. Кроме того, наше исследование дает хороший задел для будущих наблюдений аналогичных, но более слабых остаточных свечений темных гамма-всплесков с использованием более крупных телескопов».
