Самый яркий в истории гамма-всплеск указал на неизвестные физические процессы
Команда ученых из 17 стран, включая физиков НИУ ВШЭ, проанализировала новые фотометрические и спектроскопические данные самого яркого гамма-всплеска в истории наблюдений — GRB 221009A. Они были получены в Саянской обсерватории спустя один час 15 минут после его регистрации. Исследователи зафиксировали фотоны с энергией 18 тераэлектронвольт. Теоретически такие высокоэнергетические частицы не должны достигать Земли, однако анализ данных показал, что это возможно. Полученные результаты ставят под вопрос теории поглощения гамма-излучения и могут указывать на неизвестные физические процессы.
Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics. Гамма-всплески — это мощнейшие космические взрывы, при которых высвобождается огромное количество энергии. Впервые они были зарегистрированы в гамма-диапазоне, отчего и получили свое название. Эти всплески возникают, когда умирают массивные звезды или сталкиваются нейтронные звезды.
9 октября 2022 года несколько космических гамма-обсерваторий зафиксировали необычайно яркую вспышку в гамма-диапазоне, которую позже классифицировали как гамма-всплеск GRB 221009A — самый мощный за всю историю наблюдений. Интенсивность всплеска была настолько высокой, что вызвала сбои в работе гамма-телескопов большинства орбитальных обсерваторий, в том числе Fermi, INTEGRAL, Конус-Винд. Кроме того, поток гамма-излучения, обрушившегося на Землю, вызвал сильное возмущение в ионосфере.
Энергия излучения GRB 221009A всего за сотню секунд была эквивалентна излучению одного миллиарда солнц в течение 97 миллиардов лет, притом что возраст Вселенной составляет всего 13,8 миллиарда лет. Подобные события происходят крайне редко — раз в тысячу лет. Но не только яркость сделала GRB 221009A уникальным. Он находился на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет, что относительно близко по меркам Вселенной. Для сравнения: самый удаленный известный всплеск был зафиксирован на расстоянии около 13,2 миллиарда световых лет. Поэтому событие вызвало интерес в научном сообществе: уже в 2022 году было опубликовано семь статей, а к настоящему времени — более 200.
Исследователи продолжают анализировать данные о GRB 221009A. Международная команда ученых из 17 стран с участием коллектива из НИУ ВШЭ впервые проанализировала данные фотометрических и спектроскопических наблюдений, полученных в Саянской обсерватории через 1 час 15 минут после регистрации гамма-всплеска.
Фотометрические и спектроскопические наблюдения — это методы измерения интенсивностей электромагнитного излучения в видимом и инфракрасном диапазоне и его «цветового состава» (спектра). Первое позволяет определить, насколько ярким был объект, а второе — какие химические элементы присутствуют в излучающем объекте и на пути излучения к наблюдателю.
По мнению ученых, данные указывают на продолжительную активность центральной машины — компактного массивного объекта, который генерирует излучение гамма-всплеска. Также они отмечают, что окружающая среда вокруг взрыва изменялась с более плотной, сформированной звездным ветром, до разреженной, похожей на межзвездную.
Особый интерес исследователей вызвали фотоны с энергией 18 тераэлектронвольт (ТэВ), зафиксированные от источника GRB 221009A высокогорной обсерваторией LHAASO. Теоретически такие высокоэнергетические фотоны не должны регистрироваться из-за их взаимодействия с оптическими фотонами в межгалактической среде на пути движения к наблюдателю, однако каким-то образом они все же достигли Земли. Анализ показал, что регистрация фотонов с энергией 18 ТэВ оказывается маловероятной для существующих моделей межгалактического фонового излучения. Регистрация таких фотонов от источников гамма-всплесков до сих пор является уникальным событием.
«Регистрация высокоэнергетичных фотонов позволяет проверить фундаментальные законы физики, такие, например, как постоянство скорости света. Однако пока беспокоиться не о чем, так как эффект регистрации таких высокоэнергетических фотонов все же можно объяснить неопределенностью модели межгалактического фонового излучения, а не нарушением Лоренц-инвариантности — фундаментального принципа, согласно которому скорость света постоянна во всех системах отсчета», — комментирует Сергей Белкин, аспирант базовой кафедры физики космоса Института космических исследований РАН факультета физики ВШЭ.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно