Орбитальные обсерватории НАСА Swift и Fermi, а также несколько наземных телескопов зафиксировали два самых мощных за всю историю наблюдений гамма-всплеска. Их источник неизвестен, однако ученым удалось впервые определенно подтвердить механизм их образования, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Принятая подавляющим большинством ученых теория гласит, что гамма-всплески формируются в последние мгновения жизни крупных звезд. В момент гибели сила притяжения порождаемой звездой черной дыры или нейтронной звезды столь высока, что ее останки не разлетаются, а объединяются в структуру, формой напоминающую бублик.
Затем часть структуры поглощается другой черной дырой, а остатки вещества разгоняются до околосветовой скорости и выбрасываются во внешнее пространство в виде пучков материи. Что именно заставляет материю закручиваться в пучки, до сих пор точно не известно. Дело в том, что атмосфера Земли поглощает почти все следы гамма-излучения. Поэтому для исследования гамма-всплесков используются орбитальные телескопы.
Два самых мощных всплеска исследователи зафиксировали с помощью орбитальных обсерваторий Swift и Fermi и телескопов MAGIC и HESS, которые анализируют черенковское излучение. Анализ полученных данных показал, что в рождении самой высокоэнергетичной части всплеска принял участие процесс, описанный в 1920-х годах астрономом Артуром Комптоном — обратное комптоновское рассеяние.
В ходе этого процесса частицы света могут особым образом отскакивать от электронов, с которыми они сталкиваются, понижая свою энергию или повышая ее на определенные величины. Физики считают, что гамма-всплески рождаются таким образом.
Мы показали, что эти катаклизмы могут порождать фотоны, чьи энергии в сотни миллиардов раз выше, чем у частиц обычного света. Более того, оказалось, что почти половина энергетического бюджета этих всплесков приходится на гамма-излучение самых высоких энергий. Это очень впечатляет.
Констанция Саталеска, ведущий автор исследования
Ранее сообщалось, что телескоп российского спутника «Ломоносов» обнаружил в атмосфере Земли мощнейшие световые взрывы, природу которых ученые пока объяснить не могут.