NASA дослідило найпотужніший вибух з часів формування Всесвіту: що відомо

Цей процес міг відбуватися зі швидкістю 99,9% від швидкості світла.

Гамма-спалах (GRB) зафіксували телескоп Фермі та обсерваторія Ніла Герелса Свіфта 9 жовтня 2022 року. Його позначили як GRB 22 1009A. 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", — зазначив Вень-Фай Фонг, один з першовідкривачів BOAT.

Науковці припускають, що спалах запустив вибух наднової, який супроводжував смерть і колапс масивної зірки, розташованої на відстані майже 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.

Відтоді 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.

Учені 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.

Фахівці 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", — розповів Гор Оганесян з Наукового інституту Гран-Сассо.

Якщо науковці правильно зробили висновки, то частинки повинні були рухатися зі швидкістю приблизно 99,9% від швидкості світла, перш ніж вони анігілювали одна з одною.

Це відкриття може дати вченим підказку про те, як влаштовані ці потоки.