Астрономи са открили изключително необичаен гама-лъчев изблик, чийто централен енергиен източник останал активен приблизително 27 дни след първоначалното космическо събитие. Явлението, обозначено като GRB 220706A, се откроява с продължителното си рентгеново излъчване — около 20 дни повече от предишния известен рекорд за толкова късно регистрирана активност след гама-лъчев изблик.

Събитието е засечено на 6 юли 2022 г., но особеностите му продължават да привличат вниманието на изследователите. Най-голямата загадка е какъв физически механизъм е поддържал излъчването толкова дълго след първоначалния взрив.

Според Бенджамин Гомпърц от Университета в Бирмингам, Великобритания, който участва в изследването, рентгеновите изблици след гама-лъчеви събития не са необичайни. Обикновено обаче те се наблюдават през първите няколко дни. При GRB 220706A активността е регистрирана приблизително 27 дни в собствената отправна система на изблика — безпрецедентно дълъг интервал сред познатите досега подобни явления. Предишният рекорд за толкова късно рентгеново избухване е бил около шест дни след първоначалния гама-лъчев сигнал.

Какво представляват гама-лъчевите изблици?

Гама-лъчевите изблици (Gamma-Ray Bursts или GRB) са сред най-енергийните събития във Вселената. Те представляват кратки или продължителни импулси от високоенергийно гама-лъчение, които могат да бъдат наблюдавани от огромни космически разстояния.

Една от основните причини за възникването им е колапсът на масивна звезда в края на нейния живот. При подобен процес ядрото на звездата се свива, често се образува черна дупка и могат да бъдат изстреляни мощни струи от материя и енергия — т.нар. релативистични джетове. Когато една от тези струи е насочена към Земята, телескопите могат да регистрират гама-лъчев изблик.Кратките гама-лъчеви изблици, от друга страна, често се свързват със сливането на две неутронни звезди или с други процеси, включващи компактни звездни остатъци. GRB 220706A принадлежи към рядката категория на свръхдългите гама-лъчеви изблици. Тези събития се отличават с необичайно продължителна активност на механизма, който захранва излъчването им. Точният произход на тази разновидност все още не е напълно изяснен.

Магнетар или необичайно масивна звезда?

Една от водещите хипотези е, че зад продължителното излъчване стои магнетар — изключително плътна неутронна звезда с колосално силно магнитно поле. Магнетарите могат да съхраняват огромни количества енергия в своето магнитно поле и да я освобождават чрез различни физически процеси. Ако подобен обект се е образувал след колапса на звездата, той би могъл да осигури допълнителен енергиен източник, който да поддържа активността значително по-дълго от очакваното.

В подкрепа на тази възможност учените посочват сходства с друго свръхдълго събитие — GRB 111209A, регистрирано през 2011 г. То е било свързано с необичайно ярка свръхнова, известна като SN 2011kl, при която също има основания да се предполага наличието на продължително действащ централен енергиен източник.

Друга възможност е гама-лъчевият джет да взаимодейства с плътни обвивки от газ и материя, изхвърлени от звездата малко преди края на живота ѝ. При сблъсъка може да се освободи допълнителна енергия, която да обясни част от необичайното излъчване. Изследователите обаче подчертават, че нито една от тези хипотези не обяснява напълно наблюдаваните характеристики на GRB 220706A.

Звезда с размери, надхвърлящи обичайните модели

Учените разглеждат и възможността първоначалната звезда да е била значително по-голяма от типичните звезди, за които се смята, че пораждат гама-лъчеви изблици.

Сред възможните кандидати са сините свръхгиганти — масивни звезди, които могат да достигнат огромни размери. Според оценките, цитирани от Гомпертц, обяснението на GRB 220706A чрез колапс на звезда би изисквало обект с радиус от порядъка на хиляда слънчеви радиуса. Това е значително повече от характерните размери на звездите от типа Волф–Райе, които също се разглеждат като възможни предшественици на гама-лъчеви изблици.

Възможно е разликата да се крие не само в първоначалната звезда, но и в остатъка след колапса ѝ. Докато при някои събития се образува черна дупка, при други условия може да се формира магнетар, който да поддържа продължително енергийно излъчване. Ако тази хипотеза се потвърди, това би означавало, че част от свръхдългите гама-лъчеви изблици може да принадлежат към различен клас космически събития, а не просто да представляват необичайно продължителна разновидност на познатите GRB.

Звезда с размери, надхвърлящи обичайните модели

Учените разглеждат и възможността първоначалната звезда да е била значително по-голяма от типичните звезди, за които се смята, че пораждат гама-лъчеви изблици. Сред възможните кандидати са сините свръхгиганти — масивни звезди, които могат да достигнат огромни размери. Според оценките, цитирани от Гомпертц, обяснението на GRB 220706A чрез колапс на звезда би изисквало обект с радиус от порядъка на хиляда слънчеви радиуса. Това е значително повече от характерните размери на звездите от типа Волф–Райе, които също се разглеждат като възможни предшественици на гама-лъчеви изблици.

Възможно е разликата да се крие не само в първоначалната звезда, но и в остатъка след колапса ѝ. Докато при някои събития се образува черна дупка, при други условия може да се формира магнетар, който да поддържа продължително енергийно излъчване. Ако тази хипотеза се потвърди, това би означавало, че част от свръхдългите гама-лъчеви изблици може да принадлежат към различен клас космически събития, а не просто да представляват необичайно продължителна разновидност на познатите GRB.

Какво означава откритието за астрофизиката?

GRB 220706A поставя под въпрос съществуващите модели за начина, по който се захранват мощните струи от материя и енергия при колапса на масивни звезди. Ако един звезден остатък може да поддържа подобна активност в продължение на почти месец, учените трябва да обяснят как се съхранява и освобождава необходимата енергия през толкова дълъг период.

Откритието повдига и друг важен въпрос: колко подобни събития съществуват във Вселената, без досега да сме успели да ги разпознаем? Според изследователите са необходими още наблюдения и теоретични модели, за да се установи дали свръхдългите гама-лъчеви изблици са рядка разновидност на познатите космически взривове, или представляват отделна категория.

Едно е сигурно: GRB 220706A показва, че механизмите, които захранват най-мощните космически експлозии, все още крият изненади. Следващите поколения космически обсерватории може да помогнат на астрономите да разкрият какво позволява на някои от тези събития да продължават много по-дълго, отколкото досегашните модели предвиждат.

Снимка: Unsplash/Robert Lea

Виж още: Фалшивият звук от V8 двигател в новия е-SUV на Mercedes ще ви струва повече от фалшивия звук на V6