Огромная коллекция гамма-всплесков «соперничает с 250-летним каталогом Мессье», утверждают астрономы

Гамма-всплески (подобные изображенным на рисунке художника) являются самыми мощными взрывами во Вселенной, высвобождающими больше энергии, чем Солнце выделит за 10 миллиардов лет. Автор: NASA/Swift/Cruz deWilde

По словам астрономов, в ходе гигантской глобальной работы были зарегистрированы сотни гамма-всплесков (GRB), которые настолько масштабны, что «могут соперничать с каталогом объектов дальнего космоса, созданным Мессье 250 лет назад».

GRB — самые мощные взрывы во Вселенной, высвобождающие больше энергии, чем Солнце выделит за 10 миллиардов лет. Они происходят, когда умирает массивная звезда или сливаются две нейтронные звезды.

Взрывы настолько грозны, что если бы один из них произошел на расстоянии 1000 световых лет от Земли — что, по прогнозам, происходит каждые 500 миллионов лет — выброс радиации мог бы повредить наш озоновый слой и иметь разрушительные последствия для жизни. Однако вероятность того, что такое событие произойдет в ближайшее время, крайне мала.

Впервые обнаруженные почти шесть десятилетий назад, гамма-всплески также могут помочь нам лучше понять историю нашей Вселенной — от ее самых ранних звезд до того, как она выглядит сегодня.

В ходе последних исследований было зафиксировано 535 гамма-всплесков, ближайший из которых находился на расстоянии 77 миллионов световых лет от Земли, с помощью 455 телескопов и инструментов по всему миру.

Исследование проводилось под руководством профессора Марии Джованны Дайнотти из Национальной астрономической обсерватории Японии и было опубликовано в ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.

Исследователи сравнили свою коллекцию со 110 объектами глубокого космоса, каталогизированными французским астрономом Шарлем Мессье в 18 веке. По сей день каталог продолжает предоставлять астрономам — как профессионалам, так и любителям — ряд легко находимых объектов в ночном небе.

«Наше исследование расширяет наше понимание этих загадочных космических взрывов и демонстрирует совместные усилия разных стран», — сказал профессор Дайнотти.

«Результатом стал каталог, подобный тому, который создал Мессье 250 лет назад, классифицировавший объекты дальнего космоса, наблюдаемые в то время».

Соавтор работы, профессор Алан Уотсон из Национального автономного университета Мексики, назвал ее «великим ресурсом», который может помочь «раздвинуть границы наших знаний».

Профессора Уотсон и Дайнотти были частью команды из более чем 50 ученых, которые тщательно изучали, как свет GRB достигает Земли в течение нескольких недель, а в некоторых случаях даже месяцев после взрыва. Результатом, по их словам, стал крупнейший каталог GRB, когда-либо собранный, наблюдавшихся в оптическом диапазоне длин волн с измеренными расстояниями.

Он включает в себя 64 813 фотометрических наблюдений, собранных за 26 лет, при этом значительный вклад внесли спутники Swift, камера RATIR и телескоп Subaru.

Исследователи обнаружили, что особенно интересным в своих выводах является тот факт, что почти треть зарегистрированных гамма-всплесков (28%) не изменялись и не эволюционировали по мере того, как свет от взрывов распространялся по космосу.

Соавтор исследования, доктор Роза Бесерра из Университета Тор Вергата в Риме, заявила, что это говорит о том, что некоторые из последних гамма-всплесков ведут себя точно так же, как и те, что произошли миллиарды лет назад.

Такое открытие противоречит общей картине, которую обычно наблюдают во Вселенной, где объекты непрерывно эволюционируют с момента Большого взрыва.

Профессор Дайнотти добавил: «Это явление может указывать на весьма своеобразный механизм возникновения таких взрывов, предполагая, что звезды, связанные с гамма-всплесками, более примитивны, чем те, которые родились позднее».

«Однако эта гипотеза все еще требует дальнейшего изучения».

С другой стороны, для немногих гамма-всплесков, где оптическая эволюция совпадает с рентгеновской эволюцией, возможно более простое объяснение.

«В частности, мы наблюдаем расширяющуюся плазму, состоящую из электронов и позитронов, которая со временем остывает, и, подобно раскаленному железному стержню, излучающему все более и более красный свет по мере остывания, мы видим изменение механизма излучения», — сказал научный сотрудник, профессор Брюс Джендр из Университета Виргинских островов.

«В данном случае этот механизм может быть связан с магнитной энергией, которая питает эти явления».

Теперь исследователи хотят, чтобы астрономическое сообщество помогло им расширить компиляцию GRB. Они сделали данные доступными через удобное веб-приложение и призвали своих коллег дополнять их, в идеале делясь результатами в том же формате.

«Принятие стандартизированного формата и единиц, потенциально связанных с протоколами Международного альянса виртуальных обсерваторий, повысит согласованность и доступность данных в этой области», — сказал профессор Жендр.

«После того, как данные будут получены, будут проведены дополнительные популяционные исследования, которые приведут к новым открытиям на основе статистического анализа текущей работы».

Больше информации: MG Dainotti et al, An optical gamma-ray burst catalogue with measured redshift PART I: Data release of 535 gamma-ray bursts and colour evolution, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae1484

Источник: Royal Astronomical Society