Ką tik matėme "išskirtinį" kartą per tūkstantmetį vykstantį kosminį sprogimą

2022 m. spalį užfiksuotas rekordinis gama spindulių žybsnis dabar apibūdinamas kaip įvykis, pasitaikantis kartą per tūkstantį metų.

Jis pavadintas GRB 221009A, o jo spinduliuojamoje šviesoje sukaupta iki 18 teraelektronvoltų energijos, todėl jis laikomas galingiausiu užfiksuotu gama spindulių žybsniu.

Laukėme, kada galėsime daugiau sužinoti apie šį neįtikėtiną sprogimą, o dabar analizės pradėtos skelbti išankstinių spaudinių serveryje "arXiv" - trys straipsniai pateikti žurnale "The Astrophysical Journal Letters".

Analizės duomenimis, šis išskirtinis šviesos sprogimas laužo taisykles: jo poslinkio šviesos kreivė neatitinka teorinių aprašymų, kaip ji turėtų vykti, o tai rodo, kad GRB 221009A yra kažkas įdomaus ir unikalaus.

Priminsime, kad gama spindulių žybsniai yra patys stipriausi sprogimai Visatoje, kurių ugnis ir įniršis yra tokie galingi, kad jie išskiria daugiau energijos nei Saulė per 10 mlrd. metų. Elektromagnetinės spinduliuotės proveržius sukelia kataklizmai: supernovų ar hipernovų sprogimai, kuriuos savo gyvenimo pabaigoje patiria masyvios žvaigždės, arba dvinarių sistemų, kuriose yra bent viena neutroninė žvaigždė, susidūrimai.

GRB 221009A pirmą kartą aptiktas 2022 m. spalio 9 d. Iš pradžių manyta, kad tai buvo ne toks stiprus rentgeno spindulių blyksnis iš palyginti netoli esančio šaltinio. Tačiau tolesni tyrimai atskleidė, kad šviesos blyksnis sklido iš daug didesnio atstumo, nei manyta iš pradžių - 2,4 mlrd. šviesmečių (tai vis dar yra vienas iš artimiausių kada nors aptiktų gama spindulių žybsnių), o tai reiškia, kad jis taip pat buvo daug galingesnis, nei manyta iš pradžių.

73 dienas po pirmojo atradimo astronomai nekantriai stebėjo šį žybsnį ir stebėjo jo šviesos kreivės raidą - šviesos intensyvumo formą grafike per tam tikrą laiką. Maždaug po 70 dienų jie turėjo sustoti, nes pašvaistė pasislėpė už Saulės, tačiau maždaug dabar ji vėl pasirodys.

Gama spindulių žybsnio šviesos aidas, susidaręs šviesai keliaujant per tirštas dulkes, kai ji juda link mūsų, sukurdama "besiplečiančio žiedo" efektą. (Williams et al., arXiv, 2023)

Straipsnyje, kuriam vadovavo Maia Williams iš Pensilvanijos valstybinio universiteto, astronomų komanda nustatė, kad GRB 221009A rentgeno spindulių poslinkio švytėjimas iškart po sprogimo buvo ryškiausias, kokį kada nors yra užfiksavusi "Swift" observatorija, - jis buvo ryškiausias visa eile. Modeliuojant atsitiktinai sukurtus žybsnius, tik vienas iš 10 000 žybsnių buvo toks pat galingas kaip GRB 221009A.

Įvertinus atstumą, GRB 221009A ryškumas atitiko kitų "Swift" kataloge esančių gama spindulių žybsnių ryškumą. Kiti tiesiog atrodo blankesni, nes yra toliau. Komandos skaičiavimais, būtent dėl visų GRB 221009A savybių jis iš tiesų yra labai retas.

"Mūsų apskaičiavimais, - rašo jie, - tokie energingi ir artimi GRB kaip GRB 221009A pasitaiko ≲1 per 1000 metų, todėl tai tikrai nepaprasta galimybė, kuri vargu ar pasikartos mūsų gyvenime."

GRB išties ypatingas yra žybsnio evoliucija, kuri neatitinka standartinės teorijos. Po gama spindulių žybsnių paprastai seka beveik šviesos greičiu judančių elektronų švytėjimas. Tai vadinamoji sinchrotroninė spinduliuotė, atsirandanti dėl smūgių, kurie susidaro pradiniam sprogimui atsitrenkus į tarpžvaigždinę terpę.

Manoma, kad pačius gama spindulių žybsnius sudaro energija, koncentruota lygiagrečiai einančiuose spinduliuose, kurie suformuoja labai kolimacinius srautus. Tyrinėdami atsirandančią sinchrotroninę spinduliuotę, astronomai gali padėti išsiaiškinti sprogimo ir čiurkšlių formą.

Pasak Williams ir jos komandos, posinchroninis švytėjimas leidžia manyti, kad GRB 221009A čiurkšlės struktūra yra arba sudėtingesnė, nei tikėtasi, arba nėra siaurai kolimuota. Pastarasis scenarijus, anot jų, turės didelės reikšmės įvykio energijos biudžetui.

Kitame straipsnyje, kuriam vadovauja Tanmoy Laskar iš Jutos universiteto, astronomų komanda teigia, kad savitas poslinkio švytėjimas gali reikšti, jog gama žybsnio poslinkio švytėjime yra papildomas sinchrotroninės spinduliuotės šaltinis, tačiau pasekmės gali būti ir rimtesnės. Jų manymu, problema gali būti kažkas iš esmės negerai su sinchrotrono poslinkio teorija.

O trečiajame straipsnyje, kuriam vadovavo Arizonos universiteto astronomas Maniša Šresta (Manisha Shrestha), nustatyta, kad poslinkio švytėjime nėra kai kurių požymių, kurių galima tikėtis supernovos sprogimo metu. Tai gali reikšti, kad didžioji GRB 221009A energijos dalis buvo sunaudota čiurkšlėms, todėl liko labai nedaug, kad būtų galima manyti, jog sprogimą sukėlė žvaigždė.

Tikimasi, kad po sprogimo spindesys vėl pasirodys iš už Saulės šį mėnesį, ir tikimasi, kad jis vis dar bus labai gerai matomas mūsų teleskopais įvairiuose bangų ilgiuose. Kad ir kas nutiktų su šiuo keistu sprogimu, astronomai labai stengsis jį išsiaiškinti.

Visi moksliniai straipsniai pateikti žurnale "The Astrophysical Journal Letters", juos galima rasti preprintų serveryje arXiv. Juos galima rasti čia, čia ir čia.

P komentaras: užsienis rašo, todėl tiesos ieškokite "duonos trupiniais"... atsirinkite faktus. Patiko pasidalinkite.