Телескоп NASA дослідив найпотужніший вибух з часів формування Всесвіту: що він виявив
Космічний телескоп NASA дослідив, імовірно, найпотужніший вибух з часів Великого вибуху. Він виявив досі небачену особливість, яка може бути результатом анігіляції частинок матерії та антиматерії – взаємодії елементарних частинок і античастинок, унаслідок якої вони перетворюються в інші форми матерії.
Цей процес міг відбуватися зі швидкістю 99,9% від швидкості світла, повідомляє Space із посиланням на дослідження, опубліковане у науковому журналі Science.
Гамма-спалах (GRB) зафіксували телескоп Фермі та обсерваторія Ніла Герелса Свіфта 9 жовтня 2022 року. Його позначили як GRB 221009A. Згодом вибух отримав прізвисько Brightest Of All Time ("Найяскравіший за всі часи") або "BOAT".
"Немає сумнівів, що цей вибух є найяскравішим з усіх, які ми коли-небудь бачили, в 10 і більше разів", – наголосив Вень-Фай Фонг, один з першовідкривачів BOAT.
Вчені припускають, що спалах запустив вибух наднової, який супроводжував смерть і колапс масивної зірки, розташованої на відстані близько 2,4 мільйона світлових років від Землі. Ймовірно, ця подія залишила по собі чорну діру.
Перший гамма-спалах зафіксували у 1967 році американські супутники Vela. Офіційно його задокументували двома роками пізніше, а відкрили для громадськості – у 1973 році.
З того часу вчені виявили безліч GRB. Вони встановили, що ці короткі спалахи світла є найпотужнішими та найсильнішими вибухами у відомому Всесвіті.
Найпоширеніший тип GRB виникає, коли зорі, маса яких принаймні у вісім разів перевищує масу Сонця, вичерпують паливо, необхідне для ядерного синтезу. Вони більше не можуть протидіяти внутрішньому поштовху гравітації, і тоді їхні ядра колапсують.
Це створює чорну діру, яка обертається. Вона спрямовує матерію до своїх полюсів, виштовхуючи її у вигляді потоків, які рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла.
Коли вони спрямовані прямо на Землю, вчені бачать їх як гамма-спалахи.
GRB настільки потужні, що якби один з них вибухнув на відстані кількох тисяч світлових років від Землі, то міг би знищити життя на нашій планеті, порушивши або зруйнувавши атмосферу.
Вчені встановили, що така потужна і яскрава подія, як BOAT, спостерігається в небі над Землею лише один раз на 10 тисяч років. Хоча він стався на відстані 2,4 мільярда світлових років, але все ж вплинув на атмосферу нашої планети.
9 жовтня 2022 року гамма-випромінювання від BOAT наситило більшість гамма-детекторів на орбіті, зокрема й на борту Фермі. Це завадило виміряти справжню потужність вибуху в найінтенсивніший момент його тривалості.
Приблизно через п'ять хвилин після виявлення, BOAT досить потьмянів і телескоп знову зміг його побачити.
Вчені помітили цікаву особливість у його світлі під назвою "ймовірна лінія випромінювання".
Коли світло проходить крізь матерію, на ньому залишаються "відбитки" поглинання і випромінювання. Тому вчені можуть реконструювати елементи, через які пройшло світло, і визначити хімічний склад об'єктів, з якими воно взаємодіяло.
"Хоча деякі попередні дослідження повідомляли про можливі ознаки поглинання та випромінювання в інших гамма-спалахах, подальший аналіз показав, що все це може бути лише статистичними відхиленнями. Те, що ми бачимо на BOAT, відрізняється.
Ми встановили: ймовірність того, що ця особливість є просто шумовим відхиленням, становить менше ніж один шанс на пів мільярда", – сказав у Ом Шаран Салафія з обсерваторії INAF-Brera.
Лінія випромінювання, яку побачив телескоп Фермі від BOAT, тривала близько 40 секунд, досягнувши пікової енергії 12 мільйонів електронвольт. Енергія видимого світла становить лише від 2 до 3 електронвольт.
Кожна частинка матерії має "двійника" з антиматерії. Коли вони зустрічаються, то анігілюють, вивільняючи свою енергію назад у Всесвіт. Цілком можливо, що спектральна особливість, яку команда побачила в BOAT, походить від анігіляції електронів та їхніх еквівалентів антиматерії – позитронів.
"Коли електрон і позитрон стикаються, вони анігілюють, виробляючи пару гамма-променів з енергією 0,511 МеВ.
Оскільки ми досліджуємо струмінь, де матерія рухається зі швидкістю, близькою до швидкості світла, це випромінювання сильно зміщується і переходить до набагато вищих енергій", – заявив Гор Оганесян з Наукового інституту Гран-Сассо.
Якщо науковці мають рацію, частинки повинні були рухатися зі швидкістю близько 99,9% від швидкості світла, перш ніж вони анігілювали одна з одною.
Це відкриття може дати вченим підказку про те, як влаштовані ці потоки.
Нагадаємо, вчені виявили у хмарах Венери два гази, які можуть свідчити про життя.
