Ученые выяснили, где рождаются самые мощные вспышки света во Вселенной
Львиная доля света, вырабатываемого во время гамма-вспышек, возникает не в глубинных слоях умирающей звезды, а в ее внешней оболочке, фотосфере. Это приближает ученых к разгадке тайны рождения самых мощных взрывов во Вселенной, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
"Несмотря на то, что мы поняли, где рождаются частицы света, мы пока не понимаем того, что заставляет материю умирающей звезды собираться в узкие пучки и разгоняться до околосветовых скоростей. Мы надеемся, что наши расчеты помогут раскрыть природу гамма-всплесков", — заявил Хиротака Ито (Hirotaka Ito) из Центра передовых исследований RIKEN в Сайтаме (Япония).
Вспышки гамма-излучения, отголоски космических катаклизмов длиной в несколько секунд или минут, были впервые обнаружены в 1968 году американскими спутниками, предназначенными для регистрации советских ядерных испытаний. Сегодня подобные вспышки возникают на небосводе примерно раз в день в очень далеких от нас галактиках, передает РИА Новости.
Многие астрономы предполагают, что они возникают во время взрывов особенно крупных звезд и на первых фазах их превращения в черные дыры. Когда такая звезда гибнет, сила притяжения порождаемой ими черной дыры или нейтронной звезды настолько высока, что выбрасываемые клубы материи бывшего светила объединяются в "бублик", быстро вращающийся вокруг центрального объекта.
Часть этого диска поглощается черной дырой, а остатки разгоняются до околосветовых скоростей и выбрасываются во внешнее пространство в виде джетов, узких пучков материи. Во время этой "раскрутки" материи погибающая звезда порождает столько энергии и света, сколько звезда класса Солнца вырабатывает за всю свою жизнь. То, как именно происходит этот процесс, ученые пока не знают, и спорят о его сути на протяжении последних 50 лет.
Ито и его коллеги сделали большой шаг к раскрытию этой тайны, анализируя то, как был устроен спектр различных гамма-вспышек, зафиксированных космическими телескопами "Ферми" и Swift в последние несколько лет.
Они обнаружили, что яркость и мощность вспышки определенным образом зависели от того, на какую часть ее спектра приходился пик излучения. Это открытие значительно сузило число возможных теорий, описывающих механизмы их рождения, и позволило японским астрофизикам проверить их, используя суперкомпьютерную модель гибнущей звезды.
Эти расчеты показали, что львиная доля гамма-фотонов рождается не во внутренних, а во внешних слоях звезды, которые вылетают в открытый космос вместе с джетами. Они возникают в тот момент, когда узкий пучок плазмы начинает расширяться и резко становится "прозрачным" для света.
Главным "двигателем" всего этого процесса, как отмечают ученые, была температура пучка – чем она выше, тем ярче будет гамма-вспышка и тем жестче будет вырабатываемое ей излучение. Все необычные черты этих катаклизмов, как показали расчеты Ито и его коллег, можно объяснить в рамках тех процессов, которые происходят внутри джета по мере его охлаждения.
Подобное простое объяснение того, как рождается свет во время гамма-вспышек, как надеются ученые, поможет раскрыть механизмы разгона материи бывшего светила и приблизиться к пониманию того, что происходит в его центре в последние мгновения жизни.
