Самый мощный в истории гамма-всплеск проявил необычную физику

Астрофизики столкнулись с феноменом, способным перевернуть современные представления о механизмах космических катаклизмов. Зафиксированный в октябре 2022 года гамма-всплеск GRB 221009A, уже получивший неформальное звание «ярчайшего за всю историю наблюдений» (BOAT), демонстрирует аномалии, не вписывающиеся в существующие теоретические модели. Новые данные, полученные в ходе анализа рентгеновского излучения, указывают на принципиально иную, ранее неизвестную физику процессов, сопровождающих коллапс массивных звезд.

Аномалия, ослепившая детекторы

Мощность события оказалась настолько колоссальной, что буквально вывела из строя все гамма-детекторы на орбите и на Земле. Приборы захлебнулись потоком фотонов, не справившись с нагрузкой. Единственным инструментом, который смог зафиксировать верхнюю границу всплеска, стала китайская обсерватория GECAM-C. Уникальность ситуации в том, что часть ее детекторов была отключена по техническим причинам, что искусственно снизило чувствительность оборудования и позволило избежать «ослепления». По данным китайских ученых, яркость GRB 221009A как минимум в 50 раз превышала предыдущий рекорд.

Реконструкция катастрофы: ключ к разгадке в структуре джета

Независимая реконструкция, проведенная NASA на основе данных нескольких обсерваторий, включая рентгеновскую NuSTAR, дала еще более впечатляющую оценку — в 70 раз мощнее всех известных аналогов. Однако главный сюрприз ждал ученых не в цифрах, а в структуре самого явления.

Неоднородность, противоречащая теории

Традиционно считается, что джет — узконаправленная струя плазмы, выбрасываемая при формировании черной дыры, — имеет однородную структуру, напоминающую пулю. Анализ ударных волн, порожденных джетом GRB 221009A, впервые показал обратное. Выброс вещества оказался энергетически неоднородным по всей своей протяженности. Это открытие ставит под сомнение базовые принципы моделирования гамма-всплесков.

Ученые предполагают, что ключ к разгадке кроется в свойствах звезды-предшественницы. Однако определить ее параметры задним числом уже невозможно. Джет GRB 221009A — это своего рода «след на снегу», по которому астрофизики пытаются восстановить картину коллапса. Изучение распространения рентгеновских ударных волн от этого события может дать ответ на вопрос, почему структура выброса так радикально отличалась от тысяч других зарегистрированных всплесков.

События 2022 года стали беспрецедентным вызовом для наблюдательной астрономии. До этого момента самым мощным считался гамма-всплеск GRB 130427A, который также демонстрировал необычные свойства, но не шел ни в какое сравнение с BOAT. Текущие данные не позволяют с уверенностью сказать, является ли GRB 221009A уникальным случаем или же он представляет собой новый класс космических катаклизмов, которые ранее оставались незамеченными из-за ограниченной чувствительности приборов. Дальнейший анализ данных с рентгеновских телескопов, которые не фиксируют сам всплеск, но отслеживают его последствия, может пролить свет на неизвестные процессы, происходящие в момент гибели массивных светил.