Столкновение двух компактных объектов породило длинный гамма-всплеск

Астрофизики Северо-Западного университета обнаружили новые доказательства того, что длинные гамма-всплески могут возникать в результате слияния нейтронных звезд — катастрофических событий. Это изменяет представления ученых, согласно которым килоновые могут производить только короткие гамма-всплески.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature.

Гамма-всплески (GRB) представляют собой масштабные вспышки, которые являются одними из самых ярких и высокоэнергетических событий во Вселенной. Они делятся на две группы: длинные гамма-всплески, обычно возникающие в результате коллапса ядра массивных звезд, и короткие гамма-всплески, образующиеся при слиянии двух компактных объектов. В последнем случае происходит килоновая, которая инициирует синтез тяжелых атомных ядер посредством быстрого захвата нейтронов (r-процесса).

11 декабря 2021 года монитор гамма-всплесков BAT, находящийся на борту космической обсерватории Swift, идентифицировал яркий гамма-всплеск 211211A продолжительностью около 51 секунды, при этом характеристики излучения указывали на то, что это событие принадлежало популяции длинных гамма-всплесков.

Ученые провели дальнейшие наблюдения за послесвечением через одну минуту после вспышки с помощью двух инструментов на борту Swift — рентгеновского телескопа XRT и ультрафиолетового оптического телескопа UVOT. Им удалось показать, что источник располагался в галактике, удаленной от Земли на расстояние 1,1 миллиарда световых лет. Данные оптических и ближних инфракрасных наблюдений соответствовали модели килоновой, то есть GRB 211211A возникла в результате слияния компактных объектов.

В этом случае продолжительное излучение, характерное для длинного гамма-всплеска, может объясняться релятивистским ветром, создаваемым остатком магнитара, а также приливным разрушением нейтронной звезды черной дырой или слиянием двух нейтронных звезд с неравными массами. Однако какой именно сценарий реализуется в этом случае, станет ясно лишь из будущих наблюдений.