Главная Общество Наука

Смертоносный маяк на краю Вселенной

Астрономы обнаружили самый удаленный из всех известных гамма-всплесков

Группа итальянских астрономов сумела зафиксировать послесвечение (afterglow) от гамма-всплеска, который признан самым удаленным из всех звездных взрывов такого рода, что известны земной науке. Красное смещение наблюдаемого явления характеризуется параметром 6,3, что соответствует удаленности астрономического источника в 12,7 миллиарда световых лет от Земли. Получается, что вспышка (событие получило обозначение GRB 050904, так как наблюдалась 4 сентября 2005 года) произошла тогда, когда нашей Вселенной было менее чем 900 миллионов лет отроду, то есть меньше 7 процентов от ее нынешнего возраста.

"Это также означает, что мы наблюдали последствия одновременно и самого мощного гамма-всплеска из всех, которые нам известны, - заявил Гвидо Кинкарини (Guido Chincarini) из астрономической обсерватории INAF-Osservatorio Astronomico di Brera и итальянского Университета Milano-Bicocca, что возглавлял группу, занятую изучением вышеописанного источника при помощи Очень Большого Телескопа (Very Large Telescope - VLT) Южной европейской обсерватории (ESO). - Его яркость была такой, что в течение нескольких минут должно было выделиться в 300 раз больше энергии, чем Солнце испускает на протяжении всей своей жизни - за 10 миллиардов лет".

Гамма-всплески (gamma ray burst - GRB) относятся к числу самых энергоемких явлений в мире звезд. Ныне считается общепризнанной теория, согласно которой большинство гамма-всплесков сигнализирует о взрывах очень массивных звезд на последней стадии их эволюции, когда выгорают остатки ядерного горючего, происходит коллапс (сжатие) и превращение звезды в черную дыру. Черную дыру окружает диск из чрезвычайно горячего, быстро вращающегося газа. Большая часть этого газа будет втянута в новорожденного монстра, а оставшаяся доля вышвыривается в виде газовых струй ("джетов"), движущихся с околосветовой скоростью. Наблюдатель, в сторону которого направлена подобная струя, видит мощнейшую ослепительную вспышку (гамма-всплеск может длиться считанные секунды или даже миллисекунды).

Гамма-всплеск GRB050904 был зарегистрирован 4 сентября 2005 года, и первым, кто его "поймал", был, как нетрудно догадаться, спутник NASA/ASI/PPARC Swift, который как раз и специализируется на открытии этих мощнейших взрывов. Swift (одно из значений этого слова - "скорый, быстрый", можно перевести также как "Стриж" - в смысле "юркая птичка") способен оперативно обнаруживать подобные взрывы, быстро разворачивать свои рентгеновские и ультрафиолетовые датчики к "тлеющим остаткам" и улавливать новые, не замечаемые ранее детали. Пользуясь этими оперативными данными, ученые могут в принципе наводить на ту же точку и другие телескопы, чтобы наблюдать послесвечение, однако не всегда это можно сделать достаточно быстро. Так, требуется приблизительно 20 часов для того, чтобы правильно переориентировать рентгеновскую обсерваторию NASA "Чандра" (Chandra) и до 8 часов может потребоваться для европейской рентгеновской обсерватории "Ньютон" (XMM-Newton).

Немедленно после первого сигнала о регистрации специалисты в обсерваториях по всему миру принялись разворачивать свои инструменты в нужную точку, чтобы постараться уточнить параметры источника и разыскать следы "послесвечения" в видимом и инфракрасном диапазонах. Первые такого рода наблюдения, выполненные американскими астрономами с помощью автоматизированного 60-дюймового телескопа Паломарской обсерватории, не позволили выявить непосредственный источник сигнала. Это обстоятельство накладывало очень жесткие ограничения на параметры послесвечения: его яркость должна была быть по крайней мере в миллион раз ниже, чем у самой слабой звездочки, видимой невооруженным взглядом (соответственно, 21-я и 6-я звездные величины, шкала строится так, чтобы разнице в пять з.в. отвечало изменение освещенности, создаваемой звездой, в 100 раз). Однако наблюдения другой группы американских астрономов позволили обнаружить источник в инфракрасной J-зоне с параметром 17,5, то есть в данном случае он оказался по крайней мере в 25 раз более ярким, чем в видимом свете. Рассматривались две возможности: либо объект должен быть очень сильно удален от нас, либо скрыт большим количеством затемняющей его пыли. После дальнейших исследований второе предположение отпало, и выяснилось, что гамма-всплеск удален от нас более чем на 12,5 миллиарда световых лет. Исследования итальянских астрономов выполнялись спустя 24,7-26 часов после взрыва, а их выводы подтверждены спектральными наблюдениями, сделанными другой группой, использующей 8,3-метровый японский оптический телескоп "Субару" (Subaru), установленный на вершине Мауна-Кеа (Гавайские острова).

Данное открытие не только позволяет объявить об установлении очередного рекорда в астрономических наблюдениях, но и узнать нечто новое о процессах, протекавших в совсем еще юной Вселенной. Будучи мощнейшими излучателями световых квантов, гамма-всплески способны служить своеобразными маяками, дающими возможность "зондировать" межзвездную среду и изучить те физические условия, в которых находились первые звезды и галактики. Ведь GRBs способны на время затмить самые отдаленные из всех известных галактик, и поэтому их исследователям становятся доступны более высокие значения красных смещений, чем всё, с чем астрономы имели дело до сих пор.

Источники:
Star Death Beacon at the Edge of the Universe - ESO Press Release
Gamma Ray Burst Most Distant Yet - Science a Go Go
Самый далекий гамма-всплеск - "Астронет"

Ссылки:
Обзоры препринтов astro-ph
Гамма-всплески: секундные катастрофы галактического масштаба
Гамма-всплески помогают изучать нашу собственную Галактику

Справка

"Длинные" гамма-всплески

Первый гамма-всплеск зафиксировал американский спутник-шпион "Вела" в 1968 году, а соответствующие данные были обнародованы в 1973-м. Согласно современным теориям, гамма-всплеск случается тогда, когда массивная звезда сжигает все свое ядерное топливо и начинается ее коллапс (сжатие), в результате которого формируется черная дыра, окруженная диском из чрезвычайно горячего, быстро вращающегося газа. Большая часть этого газа будет втянута в новорожденную черную дыру, а оставшаяся доля будет вышвырнута вовне в виде газовых струй ("джетов"), движущихся с околосветовой скоростью.

Наблюдатель, в сторону которого будет направлена подобная струя, увидит мощнейшую ослепительную вспышку продолжительностью около минуты, в которой сконцентрирована яркость свыше десяти квадриллионов солнц (10¹⁶). А наблюдатели, которые расположены под углом к струе и которым не суждено лицезреть подобное зрелище, смогут полюбоваться менее удивительным, но не менее захватывающим взрывом гиперновой. Энергия, выделяющаяся при гамма-всплесках, просто чудовищна: эффект наблюдается на расстояниях свыше 10 миллиардов световых лет.

В принципе, гамма-всплески - это не такое уж редкое явление, и вероятность подобной катастрофы в нашей Галактике достаточно велика. В свое время с помощью близкого к Земле гамма-всплеска пытались объяснить вымирание динозавров. Выкладки показали, что раз в несколько сот миллионов лет гамма-всплески действительно должны наносить заметный урон фауне Земли, и один из них вполне мог погубить динозавров. А вот на расстояниях порядка размеров галактики (десятки тысяч световых лет) гамма-всплеск уже не может причинить серьезного вреда.

Справка

Гамма-лучи

Гамма-лучи - это наиболее проникающая форма электромагнитного излучения, гамма-излучение может быть приблизительно в миллиард раз энергетически более эффективным, чем рентгеновское излучение, производимое рентгеновскими установками в больницах (энергетический диапазон, отведенный гамма-квантам, начинается от 0,1 МэВ). Поэтому использовать гамма-лучи для создания изображений чрезвычайно сложно - они легко проходят сквозь любой материал, который можно было бы применить для этих целей. Однако к счастью для жизни на Земле гамма-лучи от космических объектов надежно блокируются атмосферой - взаимодействуя с ее молекулами, фотоны высоких энергий (больше 10 ГэВ) порождают электроны, движущиеся со скоростью, превышающей фазовую скорость света в воздухе и дающие в свою очередь так называемое черенковское излучение (излучение Черенкова - Вавилова, эффект открыт в 1934 году советскими учеными) - слабые вспышки синего света продолжительностью в миллиардные доли секунды. Астрономы используют свет от этих вспышек в работе наземных детекторов гамма-излучения. Так как гамма-лучи не подвержены воздействию магнитных полей, направление их прихода может непосредственно указывать на их источник.

Possible Origin of Cosmic Rays Revealed with Gamma Rays - PPARC

Статья

Австралийский священник поймал необычную пришелицу

Сверхновая, вспыхнувшая в южном созвездии Сетки, представляет собой результат взрыва маленькой и очень плотной звезды размером с нашу Землю и массой порядка солнечной - белого карлика, входящего в состав бинарной системы.

Статья

"Быстрый" и мертвые

Картина взрыва гиперновых звезд существенно отличается от той, что возникала в воображении исследователей до того, как в космос был запущен уникальный ловец гамма-всплесков - спутник Swift.

Статья

Лебедь плюется и пузырится

Группе астрономов из Нидерландов и Великобритании удалось обнаружить гигантский "пузырь с реактивным двигателем", сформированный в газовой оболочке вокруг черной дыры, расположенной в нашей Галактике.

Статья

Жизнь могла возникнуть 10 миллиардов лет назад

Исследование, проведенное с помощью космического телескопа NASA "Спитцер", свидетельствует в пользу очень раннего возникновения внеземной жизни и может предоставить новые сведения о составе удаленных галактик.

Статья

Суперускорительный южный танец

Астрономы обнаружили двойную звездную систему, состоящую из голубого гиганта и пульсара, которые в паре работают как мощнейший естественный ускоритель частиц, превращая обычные фотоны в фотоны сверхвысоких энергий.

Статья

Тайна ближайшего взрыва сверхновой

Прародитель сверхновой звезды SN 1987A весил в 20 раз больше нашего Солнца, таким образом он оказывался прямо на "разделительной линии", оставляя астрономов в неведении относительно того, какого именно типа компактный объект должен появиться в результате этого катаклизма.

Статья

Найден мощнейший источник гравитационных волн

Удалось найти свидетельство того, что два белых карлика облетают друг друга по столь тесной орбите, что вот-вот сольются, устроив космический катаклизм. О J0806 говорят как о главном кандидате для экспериментов, целью которых будет непосредственное обнаружение еле уловимой "ряби", что сотрясает пространство-время.

Статья

Призрачный остаток сверхновой

Хотя многие взрывающиеся сверхновые оставляют после себя яркие красивые светящиеся туманности, другие этого почему-то не делают. До исследований "Чандры" считалось, что остаток звезды G21.5-0.9 не обладал такими оболочками.

Статья

Найдена самая древняя звезда

Международной группе исследователей удалось обнаружить старейшую из всех известных нам звезд, одну из тех самых "ранних пташек", что появились в юной Вселенной, когда ей еще не исполнилось одного миллиарда лет.

Статья

Впервые удалось отыскать место рождения бродячего микроквазара

Впервые удалось проследить путь по Галактике и найти место рождения так называемого микроквазара - пары объектов, обращающихся вокруг общего центра масс, один из которых является компактным остатком взрыва сверхновой - нейтронной звездой или черной дырой. Ученые пришли к выводу, что бинарная система LSI +61 303 сформировалась когда-то в звездном скоплении IC 1805 и была вышвырнута из него примерно 1,7 миллиона лет назад.

Статья

Найдена самая массивная двойная звездная система

Приблизительно в 20 тысячах световых лет от Земли найдены две сверхмассивные звезды, которые схватились друг с другом в длительном спарринге, подобно двум тяжеловесным борцам сумо. Они обращаются вокруг общего центра масс с периодом в 3,7 дня, почти касаясь друг друга, поэтому ни о каком спокойствии в этом районе Вселенной и речи быть не может - постоянно высвобождаемая при их взаимодействии энергия дает начало горячим и мощным звездным ветрам.

Статья

Суперзвезде из безумного кластера закон не писан

Астрономы из Университета Флориды, вероятно, обнаружили самую яркую из всех известных на сегодняшний момент звезд, которая горит в семь раз ярче, чем предыдущий "рекордсмен" такого рода. Однако этот "плазменный бегемот" славен не столько своим рекордом, сколько тем, что попросту нарушает современные физические законы.

Статья

"Интеграл" нашел новый класс астрономических объектов

Речь идет о бинарных звездных системах, составной частью которых является черная дыра или нейтронная звезда, заключенных в плотный кокон из холодного газа. Из-за подобного кокона эти объекты остаются невидимыми для традиционных телескопов, однако "Интеграл" как раз и был задуман так, чтобы изучать подобные скрытые высокоэнергетичные явления во Вселенной, выдающие себя только посредством потоков гамма-излучения (недаром его окрестили "охотником за черными дырами").

Статья

Невидимые гиганты вдребезги разносят свою колыбель

Позади темной завесы из газа и пыли скрывается одно из самых активных мест звездообразования в нашей Галактике. Эти "звездные ясли" носят обозначение DR21, расположены приблизительно в 10 тысячах световых лет от нас в созвездии Лебедя и невидимы человеческому глазу.

Статья

Радиоастрономы нашли самый молодой звездный труп

Канадские исследователи считают, что им удалось идентифицировать недавно сформировавшуюся черную дыру или нейтронную звезду. По всей видимости, это открытие служит подтверждением теории, согласно которой подобные экзотические квазизвездные объекты рождаются в результате взрывов гигантских звезд.

Статья

Смертельный супергорячий мотылек-однодневка

Космический телескоп "Хаббл" сделал фотографию останков звезды солнечного типа, которая сбросила свою внешнюю оболочку, точно какая-то чудовищная "куколка", и теперь во всю ширь развернула свои переливчатые "крылья" гигантской космической "бабочки".

Статья

Пульсар 3C58 прохлаждается и расставляет сети

Изучение молодого пульсара 3C58 с помощью космической рентгеновской обсерватории NASA "Чандра" позволило зафиксировать аномально быстрое охлаждение этого объекта. Полученные данные позволяют предположить, что плотность вещества пульсара на самом деле гораздо выше той, что следует из общепринятых теорий.

Статья

Обнаружен первый двойной пульсар

Самый первый двойной пульсар был обнаружен международной командой астрономов из Великобритании, Австралии, Италии и США. Открытие позволит провести более точную проверку истинности Общей теории относительности, а также впервые изучить магнитосферу пульсара.

Статья

Первые экзопланеты земного типа найдены около пульсара

До настоящего времени поиск планет вне Солнечной системы приводил, к немалому разочарованию ученых, к обнаружению лишь огромных газовых гигантов, близких по размеру к Юпитеру и Сатурну, а внутренние планеты, подобные Земле и Марсу, были недоступны современной технике. Но вот теперь астрономы впервые однозначно идентифицировали планеты, масса которых только в 4,3 и 3,0 превышает массу Земли. Еще идет речь о третьей планете, масса которой составляет две лунные массы.

Статья

Найден самый горячий белый карлик с только что погасшей "ядерной печью"

Международная группа астрономов, занимавшаяся изучением останков звезд, когда-то представлявших собой подобие нашего собственного Солнца, нашла весьма примечательный квазизвездный объект, обозначаемый как H1504+65. Это самый горячий из всех известных нам белых карликов, в котором только-только погас его "ядерный реактор", на протяжении многих миллиардов лет исправно снабжавший энергией звезду и окружающее ее пространство.

Статья

Вселенная взрывается чаще, чем ожидалось

Космический телескоп Swift, запущенный NASA в ноябре 2004 года, "открыл" свои глаза и теперь успешно проводит наблюдения за самыми мощными взрывами во Вселенной. Менее чем за месяц ему уже удалось определить точные параметры 9 гамма-всплесков - это даже больше, чем ожидали сами астрономы.

Статья

Найдено направление "космического ливня", устроившего потоп в Солнечной системе

Едва ли не самая интригующая проблема, с которой в свое время столкнулись исследователи космических лучей, - это необходимость объяснения так называемого "колена" в спектре первичного космического излучения - избытка высокоэнергичных частиц. До сих пор однозначного объяснения этот феномен не получил, но последние исследования все увереннее связывают эту аномалию не с особенностью "работы" галактических магнитных полей или физикой межзвездного пространства, а с тем, что нас, землян, просто угораздило родиться в относительной близости от мощного "ускорителя" частиц определенной энергии, изрядно "попортившего" астрофизикам картину мира.

Статья

Разрешена одна из загадок космических лучей

Казалось бы, в одной-единственной цифре не может быть ничего выдающегося, однако это позволило не только разрешить споры о месте рождения пульсара и определить размер его нейтронной звезды (а стало быть, уточнить физическую модель этого объекта), но и, возможно, открыть одну из важнейших тайн космических лучей.

Статья

Сверхновые - это взрывающиеся яйца

Взрывные волны от сверхновых имеют форму яйца, они вовсе не строго сферичны, как считалось ранее. Этот факт - то есть обнаружение такой небольшой асимметрии в процессах звездных взрывов - может сделать сверхновые еще более точным инструментом для измерений расстояний в космосе и для уточнения параметров таинственной антигравитации - темной энергии, заполняющей Вселенную.

Статья

Кокон вокруг миллисекундного пульсара Черная Вдова

Изображение таинственного пульсара Черная Вдова, полученное "Чандрой", позволило разглядеть удлиненный "кокон" из высокоэнергетических частиц вокруг этого объекта. Таким образом, подтверждается теория, согласно которой даже относительно слабо намагниченные старые нейтронные звезды могут производить мощные электромагнитные поля и ускорять частицы до высоких энергий, если они вращаются достаточно быстро.

Статья

Найден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей Галактике

Группе европейских астрономов удалось найти новый неидентифицированный очень высокоэнергетичный источник гамма-излучения в нашей Галактике. Источник, обозначенный как TeV J2032+4130, обнаружен с помощью системы телескопов наземного базирования, отображающей черенковское излучение. Возможно, речь идет о целом новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения пока еще неизвестной природы.

Статья

Датчик гравитационных волн уходит под землю

Гравитационные волны - это своего рода "рябь" в пространственно- временном континууме, которая возникает тогда, когда массивные космические тела испытывают ускорение (точнее говоря, гравитационные волны излучаются массами, движущимися с переменным ускорением). Альберт Эйнштейн предположил их существование в рамках своей Общей теории относительности еще в 1915 году. Двигаться гравитационные волны должны были со скоростью света. Однако эти волны очень слабы и их регистрация до сих пор находится на грани технических возможностей.

Статья

Жизнь в Галактике сберегли звездные мятежники

Группа европейских астрономов выяснила, что многие звездные соседи нашего Солнца движутся по очень необычным маршрутам между спиральными рукавами Млечного пути. Согласно новому исследованию, наши звездные окрестности - это перекресток звездных дорог, где сливаются различные потоки звезд, прибывающих с разных направлений. Некоторые из этих звезд, содержащих свои планетные системы, могут на самом деле оказаться иммигрантами из бурного центрального региона нашей Галактики.

Статья

Смерть запрещенного барабанщика: впервые следы гамма-всплеска найдены в нашей Галактике

Комбинация данных, полученных от "Чандры", с наблюдениями в инфракрасном диапазоне, проведенными в обсерватории Паломар, позволила обнаружить остатки одного из самых катастрофических взрывов, случившихся в пределах нашего Млечного пути. Следы подобного явления в нашей Галактике удалось идентифицировать впервые, а сама вспышка произошла несколько тысяч лет назад.

Статья

Обнаружен новый тип космических взрывов

Российские и американские астрономы идентифицировали новый класс космических взрывов. Эти взрывы обладают большей мощью, чем взрывы сверхновых звезд, однако значительно уступают большинству "обычных" гамма-всплесков, являясь таким образом промежуточным звеном в иерархии звездных катаклизмов. Возможно, существует самая тесная связь между такими экстремальными событиями и более "привычными" вспышками сверхновых.

Статья

Жертва 1572 года выжила и дает показания

Международная группа астрономов идентифицировала выжившего компаньона звезды, которая в 1572 году наблюдалась землянами как сверхновая. Эта сверхновая связана с именем великого датского астронома Тихо Браге, проведшего тогда важнейшие наблюдения. Новое научное достижение рассматривается в качестве первого шага, позволяющего получить прямое экспериментальное доказательство в поддержку давней теории, описывающей заключительные этапы жизни этого специфического типа звезд.

Статья

Взрывающаяся галактика загрязняет Вселенную

Галактика, обозначаемая как M82, когда-то опасно сблизилась со своим соседом, и их "страстные объятия" вылились в серию взрывов и активизацию процессов формирования новых звезд, при этом факелы из раскаленного газа были выброшены на десятки тысяч световых лет в окружающее межгалактическое пространство. Теперь группа британских и американских астрономов сумела рассмотреть эти газовые облака - они выглядят как мощный поток пены, исторгнутый из какого-нибудь пожарного брандспойта.

Статья

Десятисекундный армагеддон

Американские исследователи считают, что случаи массовой гибели живых существ на Земле можно объяснить, если использовать информацию о мощнейших звездных взрывах, получивших наименование гамма-всплесков. Удалось составить возможный сценарий подобного армагеддона.

Статья

Выяснилось, что мы живем в гигантском межзвездном дымоходе

Первая детальная 3D-карта области космического пространства, окружающего нашу Солнечную систему (размером примерно в 1 тыс световых лет), показывает, что мы находимся посреди большой "норы" или полости, вырезанной в диске Галактики. Скорее всего, эта полость была "пробита" некой взорвавшейся 1-2 млн лет назад звездой.

Статья

Удалось провести самые детальные наблюдения рождения черной дыры

Обнаруженный в глубоком космосе сверхмощный кратковременный выброс энергии, о котором удалось быстро оповестить 33 обсерватории во всем мире, позволил не только получить надежное свидетельство в пользу теории происхождения черных дыр в результате звездных взрывов, но и провести самые детальные на сегодняшний момент наблюдения таинственных явлений, получивших название GRB (всплеск гамма-излучения).

Статья

Самые выдающиеся открытия 2003 года: темная энергия, пентакварки, бозе-конденсаты, квантовые компьютеры и др.

Многие западные издания выстраивают своеобразные хит-парады научных достижений уходящего 2003 года. Мы публикуем один из таких списков, составленный редакцией издания PhysicsWeb.