Рекордный гамма-всплеск, возможно, самый мощный из когда-либо зарегистрированных

Рано утром сегодня, 14 октября 2022 года, астрономы с помощью телескопа Gemini South в Чили, которым управляет NOIRLab NSF, наблюдали беспрецедентные последствия одного из самых мощных когда-либо зарегистрированных взрывов — гамма-всплеска GRB221009A. Это рекордное событие, которое впервые было обнаружено 9 октября 2022 года с помощью орбитальных рентгеновских и гамма-телескопов, произошло на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от Земли и, вероятно, было вызвано взрывом сверхновой, породившим черную дыру.

Гигантский космический взрыв вызвал всплеск активности астрономов всего мира, которые стремились изучить последствия одного из ближайших и, возможно, самого мощного гамма-всплеска (GRB) из когда-либо наблюдавшихся. Только что опубликованные наблюдения двух независимых групп с использованием телескопа Gemini South в Чили — одного из телескопов-близнецов Международной обсерватории Джемини, управляемой NOIRLab Национального научного фонда, — нацелились на яркие светящиеся остатки взрыва, который, вероятно, предвещал рождение сверхновой звезды. черная дыра.

Всплеск, идентифицированный как GRB 221009A, произошел примерно в 2,4 миллиардах световых лет от нас в направлении созвездия Стрелы. Впервые он был обнаружен утром 9 октября с помощью космических телескопов рентгеновского и гамма-излучения, в том числе космического гамма-телескопа Ферми НАСА, обсерватории Нила Герелса Свифта и космического корабля Ветер.

Поскольку молва об этом обнаружении быстро распространилась, две группы астрономов тесно сотрудничали с персоналом Gemini South, чтобы получить самые ранние наблюдения послесвечения этого исторического взрыва.

Рано утром в пятницу, 14 октября, две независимые группы наблюдателей во главе с аспирантами Бренданом О’Коннором (Университет Мэриленда/Университет Джорджа Вашингтона) и Джиллиан Растинежад (Северо-Западный университет) провели два наблюдения за получением изображений Rapid Target of Opportunity. ). Наблюдения происходили с интервалом в несколько минут. В первом наблюдении использовался прибор FLAMINGOS-2, спектрограф ближнего инфракрасного диапазона. В другом наблюдении использовался многообъектный спектрограф Gemini (GMOS).

Теперь у команд есть доступ к обоим наборам данных для анализа этого энергичного и развивающегося события.

«Исключительно длинный гамма-всплеск 221009A — самый яркий из когда-либо зарегистрированных гамма-всплесков, а его послесвечение бьет все рекорды на всех длинах волн», — сказал О’Коннор. «Поскольку этот взрыв такой яркий и близкий, мы думаем, что это выпадающая раз в столетие возможность ответить на некоторые из самых фундаментальных вопросов, касающихся этих взрывов, от образования черных дыр до испытаний моделей темной материи».

Благодаря быстрой реакции наблюдателей и персонала в сочетании с использованием Дискреционного времени Gemini Director и эффективного программного обеспечения для обработки данных, такого как DRAGONS «FIRE» (Fast Initial Reduction Engine) от Gemini, это изображение было быстро получено вскоре после наблюдений.

«Гибкость и отзывчивость инфраструктуры и персонала Gemini являются отличительными чертами нашей обсерватории и сделали наши телескопы незаменимыми ресурсами для астрономов, изучающих переходные процессы», — сказала главный научный сотрудник Gemini Дженис Ли.

Связь с коллегами-астрономами уже установлена ​​через сеть координат гамма-излучения НАСА, архив которой сейчас пополняется отчетами со всего мира. Астрономы считают, что это представляет собой коллапс звезды, во много раз превышающей массу нашего Солнца, что, в свою очередь, запускает чрезвычайно мощную сверхновую и рождает черную дыру в 2,4 миллиарда световых лет от Земли.

«В нашей исследовательской группе мы называем этот всплеск «ЛОДКОЙ» или «Самым ярким из всех времен», потому что, когда вы смотрите на тысячи вспышек, которые гамма-телескопы обнаруживают с 1990-х годов, этот всплеск стоит особняком. «, — сказал Растинежад. «Чувствительность Gemini и разнообразный набор инструментов помогут нам наблюдать за оптическими аналогами GRB221009A в гораздо более поздние времена, чем может наблюдать большинство наземных телескопов. Это поможет нам понять, что сделало этот гамма-всплеск таким уникальным ярким и энергичным».

Когда образуются черные дыры, они запускают мощные струи частиц, которые разгоняются почти до скорости света. Затем эти струи пробивают то, что осталось от звезды-прародителя, испуская рентгеновские и гамма-лучи, устремляясь в космос. Если эти джеты направить в общем направлении Земли, то они наблюдаются как яркие вспышки рентгеновского и гамма-излучения.

Другой такой яркий гамма-всплеск может не появиться в течение десятилетий или даже столетий, и дело все еще развивается. Следует отметить и другие необычные сообщения о возмущениях в ионосфере Земли, влияющих на длинноволновые радиопередачи из-за энергетического излучения события GRB221009A. Ученые также задаются вопросом, как фотоны очень высокой энергии с энергией 18 ТэВ (тераэлектронвольт), наблюдаемые с помощью Китайской большой высотной обсерватории с воздушными ливнями, могут бросить вызов нашему стандартному пониманию физики и пережить свое 2,4-миллиардное путешествие на Землю.

Это событие, из-за его относительной близости к Земле, также является уникальной возможностью лучше понять происхождение элементов тяжелее железа и все ли они происходят исключительно в результате слияния нейтронных звезд или также в результате коллапса звезд, которые вызывают гамма-всплески.

«Наблюдения Gemini позволят нам в полной мере использовать это близкое событие и искать сигнатуры тяжелых элементов, образовавшихся и выброшенных в результате коллапса массивной звезды», — сказал О’Коннор.

Предоставлено NOIRLab