space

У ученых есть объяснение самых мощных взрывов во Вселенной

Гамма-всплески (GRB) — это самые яркие и самые энергичные вспышки света во Вселенной. По данным НАСА, выпущенный в результате огромного космического взрыва, одиночный гамма-всплеск способен светить примерно в миллион триллионов раз ярче, чем Солнце Земли, и по большей части, ученые не могут объяснить, почему это происходит.

Отчасти проблема в том, что все известные гамма-всплески происходят очень-очень далеко — обычно на расстоянии миллиардов световых лет от Земли. Иногда родная галактика GRB находится так далеко, что кажется, что свет вспышки исходит из ниоткуда, на короткое время вспыхивает из черного пустого неба и исчезает через несколько секунд.

Эти гамма-всплески «пустого неба», как их называют некоторые астрономы, представляют собой космическую загадку, существующую на протяжении более 60 лет. Но теперь новое исследование, опубликованное 15 сентября в журнале Nature, предлагает убедительное математическое объяснение происхождения мощных всплесков.

Согласно исследованию исследователей, которые моделировали взаимодействие между гамма-лучами и другими мощными источниками энергии, такими как космические лучи, все эти туманные всплески в пустом небе могли быть результатом массивных звездных взрывов в дисках далеких галактик.

«Мы смоделировали гамма-излучение всех галактик во вселенной и обнаружили, что именно звездообразующие галактики производят большую часть гамма-излучения [пустого неба]», — говорит ведущий автор исследования Мэтт Рот, астрофизик из Об этом говорится в сообщении Австралийского национального университета в Канберре.

Взрывы из прошлого

Астрономы предпочитают два основных объяснения загадки гамма-излучения пустого неба. Согласно одному из объяснений, лучи возникают, когда газ падает в сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центрах всех галактик во Вселенной.

В этом сценарии, когда частицы газа засасываются в черную дыру, небольшая их часть улетучивается и вместо этого излучается большими струями вещества со скоростью, близкой к световой. Считается, что эти мощные струи могут быть ответственны за гамма-всплески.

Другое объяснение указывает на звездные взрывы, называемые сверхновыми. Когда у больших звезд заканчивается топливо и они вспыхивают в этих мощных сверхновых, они могут отправить близлежащие частицы, взорвавшиеся со скоростью, близкой к световой.

Эти высокоэнергетические частицы, называемые космическими лучами, могут затем сталкиваться с другими частицами, разбрызгиваемыми через загазованные внутренние районы между звездами, производя гамма-лучи.

В своем новом исследовании исследователи сосредоточились на этом втором объяснении, моделируя взаимодействия между космическими лучами и межзвездным газом в различных типах звездообразующих галактик. Они обнаружили, что на скорость гамма-излучения влияют несколько ключевых факторов, включая размер галактики, скорость звездообразования (которая влияет на скорость сверхновых) и начальную энергию космических лучей, создаваемых каждой сверхновой.

Получив модель, предсказывающую скорость гамма-всплесков для галактик любого размера, они сравнили свою модель с реальным обзором гамма-излучения, составленным космическим гамма-телескопом Ферми НАСА. Исследователи обнаружили, что их расчеты согласуются с наблюдениями и что сверхновые в галактиках, образующих звезды, могут объяснить большинство, если не все, гамма-всплески пустого неба.

«Это важная веха — наконец обнаружить происхождение этого гамма-излучения, разгадывая загадку вселенной, которую астрономы пытались разгадать с 1960-х годов», — сказал Рот. Исследователи добавили, что черные дыры, вероятно, все еще ответственны за некоторые из гамма-лучей, которые улавливают наши спутники.

Но когда дело доходит до загадочных гамма-всплесков пустого неба, голодные дыры просто не нужны; взрывающихся звезд в далеких уголках вселенной достаточно, чтобы объяснить это явление.

Поделиться с друзьями: