Яркое космическое послесвечение может обнажить скрывающийся чудовищный взрыв

Фото из открытых источников

Небольшая гамма-вспышка оставила после себя необычайно яркое послесвечение. Астрономы предполагают, что причиной несоответствия может быть струя, направленная под углом к Земле. Результаты исследования были опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.

В гамма-вспышках более сильный луч, как правило, оставляет после себя более яркое свечение. GRB 260310A не следовал этой закономерности. Его вспышка была скромной, но последовавший за ней свет оказался одним из самых ярких, когда-либо зарегистрированных астрономами.

Новое исследование предполагает, что близкое расположение объекта обуславливало необычайную яркость послесвечения, а наш угол обзора может объяснить слабую первоначальную вспышку.

Космический гамма-телескоп Fermi НАСА зафиксировал 53-секундную вспышку гамма-излучения 10 марта 2026 года. Группа исследователей под руководством Ю-Хан Яна, научного сотрудника Римского университета Тор Вергата, отслеживала дальнейшие события в течение примерно двух месяцев. Соавтор Роберто Риччи руководил радионаблюдениями группы на радиотелескопе Karl G. Jansky Very Large Array в Нью-Мексико.

«Мы наблюдаем сотни гамма-всплесков каждый год, но самые необычные из них — самые информативные», — сказал Риччи. «Мы могли бы объяснить отдельные особенности этого всплеска, но уместить их все в одну картину оказалось гораздо сложнее».

Гамма-лучи — это самая энергичная форма света. Многие гамма-всплески начинаются, когда массивная звезда коллапсирует и выбрасывает струи материи наружу со скоростью, близкой к скорости света.

Когда струя сталкивается с газом вокруг звезды, она производит более длительное свечение, называемое послесвечением, которое телескопы могут отслеживать в рентгеновском, видимом свете и радиоволнах.

Вспышка GRB 260310A произошла от звезды такого типа. Спектр, полученный в обсерватории Калар-Альто в Испании 13 марта, показал только послесвечение. К 4 апреля свет приобрел основные признаки сверхновой, подтвердив, что массивная звезда погибла.

При наблюдении с Земли послесвечение было чрезвычайно сильным. По сравнению с предыдущими вспышками, оно вошло в число 1% самых ярких в рентгеновском и видимом свете и в число 5% самых ярких в радиоволнах.

Большая часть этой яркости обусловлена расстоянием. GRB 260310A произошла ближе к нам, чем примерно 97% вспышек с известным расстоянием. После того как исследователи учли расстояние, собственная яркость послесвечения оказалась обычной, а в некоторых измерениях — относительно слабой.

Пик его активности в видимом свете был слабее, чем примерно у 80% других вспышек, а его рентгеновское излучение оказалось в нижних 15%. Таким образом, загадка заключается не столько в яркости послесвечения, сколько в слабости гамма-лучей, исходивших от него.

Астрономы легче всего обнаруживают эти взрывы, когда струя воздуха направлена прямо на Землю.

«Как и фонарик, самолет кажется ярче всего, если смотреть на него прямо. Большинство наших моделей калибруются с использованием событий, наблюдаемых с той же точки зрения. Этот всплеск дал нам возможность взглянуть за пределы этого ослепительного света», — объяснил Ян.

Чтобы совпасть с обычной связью между гамма-лучами и послесвечением, GRB 260310A потребовалось бы примерно в 30 раз больше энергии гамма-излучения, чем она испустила. Реактивный самолет, направленный в сторону, противоположную Земле, именно таким образом приглушил бы гамма-лучи.

Видимый свет также соответствовал боковому виду. Когда реактивный самолет обращен к Земле, ожидается, что его послесвечение достигнет пика в течение нескольких минут. Этот самолет продолжал ярче светить еще несколько часов после вспышки.

«Мы рассматривали его сбоку, — сказал Ян. — По мере замедления самолета его свет становился видимым в более широком диапазоне углов, что позволило нам исследовать форму самолета, от его внешних краев до внутреннего ядра».

Рентгеновское излучение медленно затухало в течение примерно девяти дней, а затем резко снизилось. Примерно через 18 дней после вспышки оно снова начало расти и не затухало до 30-го дня.

Большая часть данных рентгеновского отслеживания была получена в ходе миссии «Эйнштейновский зонд», которая не может отделить вспышку от других источников, расположенных поблизости. Рентгеновская обсерватория «Чандра» НАСА может это сделать и обнаружила два более слабых источника вблизи вспышки.

«Это было неожиданно. Сначала я подумал, что наш мониторинг искажается из-за другого источника рентгеновского излучения. Но на самом деле увеличение яркости произошло из-за послесвечения», — сказал Ян, координировавший рентгеновское наблюдение. «Это побудило нас исследовать более сложную форму реактивного двигателя».

Одна из идей — это струя, состоящая из двух частей: узкого, быстрого, энергичного ядра, окруженного более широким, медленным потоком. В модели, разработанной командой, ядро отклоняется от центральной линии струи всего на 0,8 градуса, а внешний поток — примерно на 16 градусов. Земля же отклонилась бы от центра примерно на 10 градусов.

На ранних этапах Земля получала свет преимущественно от более широкого потока. По мере замедления ядра его свет распространился достаточно широко, чтобы достичь Земли, создав второй пик рентгеновского излучения.

«То, что нам показалось ничем не примечательным гамма-всплеском, для наблюдателя, смотрящего прямо на ядро струи, могло выглядеть как чудовищный взрыв», — сказал Ян.

«Наши модели показывают, что в результате взрыва в тонкий, как карандаш, луч энергии уместилось примерно миллиард лет солнечной энергии». Другая версия заключается в том, что дополнительная энергия достигла расширяющегося взрыва спустя несколько недель после его начала и заставила его снова стать ярче. Исследователи не исключают ни одну из этих версий.

Большинство этих струй направлены в сторону от Земли, а их гамма-лучи часто слишком слабы, чтобы их могли заметить детекторы, поэтому большинство этих взрывов остаются незамеченными.

Поздние всплески рентгеновского излучения также могут быть более распространены, чем показывают данные. В рентгеновском архиве телескопа Swift НАСА только 13 из более чем 1300 продолжительных всплесков отслеживались более 15 дней.

Ни одна из стандартных моделей команды не смогла воспроизвести весь световой поток этой вспышки на всех длинах волн в течение всех двух месяцев.

30 июня 2026 года обсерватория имени Веры К. Рубин в Чили начала десятилетнее исследование южного полушария неба.

«Гамма-лучи — не самый эффективный способ обнаружения этих скрытых струй: мы находим их крайне редко», — объясняют авторы исследования. «В ходе предстоящих опросов будут выявлены сотни таких людей. Идентифицировать их среди миллионов различных источников будет непросто, но я с удовольствием возьмусь за эту задачу».

Благодаря большему количеству таких объектов астрономы могли бы узнать, как часто умирающие звезды испускают подобные струи. Они также могли бы узнать, как эти струи пробиваются сквозь внешние слои звезды.