Вспышки гамма-излучения в ранней Вселенной происходили чаще, чем сегодня

Частота коротких гамма-вспышек во Вселенной снизилась по сравнению с тем, что было в первые эпохи ее существования, заявила группа астрономов во главе с Ани Ньюджент 21 ноября, сообщает пресс-служба американского Северо-Западного университета в Эванстоне (США).

Астрономы смогли обосновать свою гипотезу после анализа составленного ими первого каталога коротких гамма-вспышек. Ученые указывают, что положения источников вспышек претерпели большие изменения со времен ранней Вселенной. Авторы работы указывают, что данный факт может указывать на различия в устройстве старых и современных галактик.

По выводам исследователей, в прошлом вспышки в большом количестве возникали на окраинах галактик, тогда как сегодня они наблюдаются в области их ядер.

Прежняя классификация гамма-вспышек начала XX века указывала на их природу — вспышки являются существенными катаклизмами галактического масштаба. Наблюдаемые гамма-всплески можно разделить на два разных подвида событий в зависимости от их длительности.

Длительные вспышки длятся от нескольких секунд до нескольких минут и порождаются коллапсом старых крупных звезд, в результате которого образуется либо черная дыра, либо нейтронная звезда. Данные события сопровождаются выделением большого количество энергии.

Второй вид — короткие гамма-всплески — впервые начали фиксировать в середине 2000-х годов, природой их возникновения является столкновение нейтронных звезд между собой или с иными массивными компактными объектами. Длительность таких событий не превосходит долей секунды.

В период с 2005 по 2021 год орбитальные гамма-обсерватории уловили около 150 космических катаклизмов. Определить же положение источников событий внутри далеких галактик удалось лишь для 90 гамма-вспышек, что связано с погрешностью в определении местоположения из-за большего расстояния до источников для остальных 60 событий.

Анализ параметров коротких гамма-всплесков показал, что около 44% изученных событий произошло более 9 млрд лет назад, в ранние этапы эволюции Вселенной; то есть короткие гамма-всплески в прошлом случались с более высокой частотой, чем сегодня.

Ученые также отметили различие в возникновении коротких вспышек: ранее они возникали на галактических окраинах, а сегодня они появляются в окрестностях цетров галактик. Подобные различия в источниках коротких гамма-всплесков говорят о разном распределении нейтронных звезд внутри старых и новых галактик, считают астрономы.

Исследователи предполагают, что в дальнейшей работе над каталогом им помогут данные о наиболее удаленных объектах с нового телескопа «Джеймс Уэбб».

«Я с нетерпением жду возможности изучить источники древнейших гамма-вспышек при помощи телескопа „Джеймс Уэбб“. Он получит снимки даже самых далеких и тусклых галактик, что позволит нам расширить каталог коротких гамма-вспышек и, возможно, раскрыть пока неизвестную нам популяцию объектов, порождавших эти катаклизмы в ранней Вселенной», — заявила Аня Ньюджент.

Напомним, российская система «Мастер» автоматического отслеживания астрономических событий, размещенная на территории РФ и в других странах, успешно собирает, обрабатывает и публикует информацию, в том числе и о гамма-вспышках в наблюдаемой Вселенной. С момента запуска системы «Мастер» ею было зафиксировано свыше 860 гамма-вспышек и транзитных событий.

Система разработана последователями школы академика Я. Б. Зельдовича во главе с профессором МГУ Владимиром Липуновым. Алгоритм работы системы основан на математической модели развития Вселенной, разрабатываемой школой Зельдовича.

По версии Липунова, короткие гамма-всплески имеют источником нейтронные звезды, которые постоянно выбрасывают поток гамма-излучения на своих полюсах и сами очень быстро вращаются. При таком характере движения нейтронные звезды фиксируются датчиками гамма-излучения телескопов, когда поток с полюсов звезды попадает на Землю.

Наиболее разрушительными событиями галактического масштаба, по убеждению Липунова, является столкновение нейтронных звезд, поскольку при этом выделяется существенно большее количество энергии, чем при взрыве сверхновых звезд.