Источник: www.compulenta.ru
27 апреля 2013 года несколько космических телескопов НАСА, первым из которых был «Ферми», зарегистрировали гамма-вспышку GRB 130427A. И сразу стало ясно, что это событие, мягко говоря, всколыхнёт научное сообщество...
...Ибо на обычную гамма-вспышку она была похожа примерно так же, как средний гигантопитек — на нас с вами. Работу, посвящённую событию так и назвали: «GRB 130427A: обычный монстр по соседству».
Дело вот в чём. Во-первых, свет от вспышки пропутешествовал около 3,6 млрд лет, прежде чем мы его заметили. Это примерно втрое меньше, чем понадобилось излучению от уже регистрировавшихся похожих гамма-вспышек. Иными словами, для мощной вспышки это очень небольшое расстояние, а значит, событие случилось необъяснимо поздно — то есть в тот момент в истории Вселенной, в котором, согласно господствовавшим на апрель 2013-го теориям, ничего такого быть не могло.
Во-вторых, двадцать часов наблюдений гамма-лучей от этого источника стали рекордом: GRB 130427A ещё и самая длительная вспышка такого рода (обычно они заканчиваются за минуты). Что послужило тому причиной? Ответа на этот вопрос пока нет.
В-третьих, вспышка чрезвычайно энергична: её фотоны имели энергию до 94 ГэВ.
Вернёмся к теории таких процессов. Сегодня появление гамма-вспышек объясняется коллапсом очень массивных звёзд на самих себя, с последующим образованием на их месте чёрной дыры. В этом случае возникают струи элементарных частиц, летящих в разные стороны со скоростями, близкими к световым. В струях образуются ударные волны, взаимодействующие с межзвёздным пространством (и с его электромагнитным полем). В ходе такого взаимодействия частицы теряют часть своей энергии посредством синхротронного излучения, и наибольшей энергией испускаемых фотонов обладает гамма-излучение, зарегистрированное «Ферми» в нынешнем апреле.
Вот только наблюдавшаяся энергия гамма-фотонов оказалась несовместимой с теориями таких процессов.
Для вспышки такой силы было избыточно много фотонов, и слишком многие из них имели высокую энергию. Нынешние модели синхротронного излучения вообще не позволяют получить из ускоряемых ударными волнами частиц те сверхэнергичные гамма-фотоны, что были зарегистрированы при наблюдениях GRB 130427A.
Более того, считалось, что самые яркие вспышки порождаются энергией от столкновений внутренних ударных волн, которые обусловлены процессами, порождёнными самой коллапсирующей звездой. Тем не менее анализ ритма вспышек GRB 130427A показывает, что в данном случае источник самых энергичных фотонов мог быть внешним по отношению к коллапсирующему светилу.
Стандартная модель гамма-вспышек оказалась «слишком коротким одеялом». Один из анализировавших событие исследователей, Никола Омодей (Nicola Omodei) из Стэнфордского университета (США), так и обозначает ситуацию: «Вы натягиваете его на подбородок и в итоге оголяете ноги. Если вы попробуете объяснить ритм вспышек с нашей стандартной моделью, то провалитесь, дойдя до их энергии».
То есть современную модель гамма-вспышек «закрывать» пока рано, но уже сейчас она нуждается в дополнениях или даже альтернативе.
Но в целом учёные скорее воодушевлены, чем обескуражены. «Самое удивительное в том, что взрывающаяся материя гамма-вспышек путешествовала со скоростью света, поэтому мы смогли наблюдать релятивистские ударные волны, — подчёркивает стэнфордец Джакомо Вианелло (Giacomo Vianello), один из соавторов. — Мы не можем воспроизвести релятивистские ударные волны в лаборатории, поэтому не знаем, чтó в них происходит, и это одна из главных неизвестных в модели. Эти наблюдения серьёзно ударили по имеющимся теориям, и оттого они способны преподать нам лучшую физику».
Отчёт об исследовании принят к публикации в журнале Science, а его препринт можно полистать здесь.
Подготовлено по материалам НАСА и др. источников.