За многие десятилетия наблюдений за гамма-всплесками во Вселенной сложилась стройная теория. Все события строго делились на две категории: в результате слияний нейтронных звезд возникали короткие всплески (не дольше двух секунд), а при коллапсе сверхновых наблюдались длинные всплески (от двух секунд до шести часов). Источники всплесков никогда прежде не пересекались, но год назад это произошло: длинный гамма-всплеск возник из источника явно не из своей категории.
Источник изображения: Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA and IT Research Computing Services
В декабре 2021 года группа астрономов под руководством учёных из Северо-Западного университета (Чикаго) обнаружила длинный гамма-всплеск длительностью 50 с. Событие получило номер GRB211211A, а увидели его космический рентгеновский телескоп «Ферми» и мультиспектральный телескоп земной Обсерватории Нила Герелса Свифта. Поскольку длинные гамма-всплески всегда фиксировались после взрыва сверхновых, на месте коллапса массивных звёзд долгое время оставалось послесвечение во всех электромагнитных диапазонах.
Длительное — до недели и более — послесвечение давало возможность навести на место взрыва оптические, инфракрасные и даже радиотелескопы и собрать как можно больше данных о событии. Но не в этот раз. Когда туда посмотрели через «оптику», то на месте взрыва ничего не увидели. Останков сверхновой там не было. Это означало, что длинный гамма-всплеск породило нечто иное, чем предполагала теория.
Учёные слегка удивились и начали подключать к наблюдению всё, что было возможно, благо объект взорвался сравнительно недалеко — на расстоянии 1,1 млрд световых лет от Земли — и наблюдать за ним было легко (не считая помех в виде густой облачности, что сильно мешало конкретно этой работе).
Следует заметить, что короткие гамма-всплески длительностью менее двух секунд всегда фиксировались в двойных звёздных системах в случае слияния двух нейтронных звёзд, нейтронной звезды с чёрной дырой или, что пока чистая теория — в случае слияния двух чёрных дыр. Массы объектов (за исключением, возможно, последнего случая) явно не хватало на длительный выброс энергии в гамма-диапазоне. Слияние и последующий взрыв таких объектов с 2010 года принято называть килоновой, поскольку энергии выделяется до 1000 раз больше, чем при взрыве сверхновых.
Детальное изучение события GRB211211A в других диапазонах показало, что послесвечение всё же есть, но оно довольно тусклое и несёт признаки взрыва килоновой. Иначе говоря длинный гамма-всплеск был рождён в условиях, которые к этому не располагали и раньше никогда не наблюдались. Это открытие, как минимум, заставит учёных изменить представление о природе гамма-всплесков во Вселенной. Помочь в этом смогут новые инструменты, как готовящийся к запуску в следующем году рентгеновский телескоп «Зонд Эйнштейна», так и «Джеймс Уэбб», инфракрасные датчики которого отлично подходят для поиска килоновых.