Научпоп

20 ноября 2022, 09:03

Эксклюзив NV

Ослепил спутники. Мощнейший космический взрыв в истории может стать ключом к разгадке тайны темной материи

Гамма-всплеск, зафиксированный 9 октября, был мощнейшим за всю историю наблюдений. Ученые предполагают, что в результате этого события зародилась частица, единственным объяснением существования которой является темная материя.

Смерть звезды — событие достаточно неординарное для нас, хотя в масштабах всего космоса в них нет ничего необычного. Обычно она сопровождается событием, которые мы называем вспышкой сверхновой — в такие моменты светимость звезды увеличивается в миллиарды раз, из-за чего она может светить ярче некоторых галактик.

В результате сверхновой коллапсирует и становится черной дырой или нейтронной звездой — в зависимости от своей оригинальной массы.

Рекордный гамма-всплеск

Некоторые ученые подозревают, что во время своей смерти звезда также выпускает в космос гамма-всплески — это самые яркие космические события, которые ученые когда-либо фиксировали. Их провоцирует резкий выброс энергии невероятных масштабов — если говорить просто, это мощнейший космический взрыв, за несколько секунд которого может высвободиться столько же энергии, сколько наше Солнце будет вырабатывать на протяжении всего своего жизненного цикла.

Подпишитесь, чтобы прочитать целиком

Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой

Подписаться
Первый месяц 1 ₴. Отписаться можно в любой момент

Однако 9 октября до Земли дошел гамма-всплеск, который удивил всех. Он был настолько ярким, что ослепил сразу несколько спутников и перегрузил даже космический гамма-телескоп Ферми, который предназначен именно для слежения за подобными событиями.

«Тот факт, что вы можете изменить ионосферу Земли с помощью объекта на другом конце Вселенной, просто невероятен», — говорит Дуг Уэлч, астроном из Макмастерского Университета в Канаде. Многие его коллеги подтверждают — этот гамма-всплеск был необычным, а исследовать его будут на протяжении не одного года.

GRB221009A — именно такое официальное название получил этот сигнал — был чрезвычайно ярким благодаря целому ряду совпадений. Во-первых, это расстояние в 2,4 млрд световых лет. Несмотря на то, что это далеко за пределами нашей галактики, это довольно небольшое расстояние для гамма-всплесков.

Во-вторых — гамма-всплеск, по мнению ученых, был направлен прямо на Землю.

В третьих — вспышка растянулась на целых 10 минут (обычно гамма-всплеск длится всего несколько секунд).

Такая мощная вспышка поможет ученым найти ответы сразу на несколько интригующих вопросов. Как рождаются черные дыры? Как гамма-всплеск зарождается и распространяется по космосу? Почему некоторые звезды испускают гамма-всплески во время своей смерти, а другие нет?

Самое интересное еще впереди

Брендан О’Коннор, астроном из Университета Мэриленда и Университета Джорджа Вашингтона, говорит, что сейчас за взрывом и его последствиями наблюдают как минимум 50 телескопов со всего мира и на всех длинах волн света. Также он надеется, что к исследованию присоединятся также Хаббл и космический телескоп имени Джеймса Уэбба.

Мощность вспышки — 18 тераэлектронвольт, что как минимум в четыре раза мощнее любого гамма-всплеска, который ученым удавалось регистрировать ранее. До сих пор человечеству не удалось достичь и половины подобной мощности даже при помощи мощнейшего ускорителя частиц — Большого адронного коллайдера.

В теории настолько мощная вспышка не могла бы достигнуть Земли, поскольку ее должно было поглотить фоновое свечение Вселенной. Команда итальянских ученых уже придумала гипотезу, как частицы света такой мощности все-таки могли попасть сюда.

Так, они предполагают, что после гамма-всплеска высокоэнергетический фотон от вспышки превратился в аксионоподобную частицу. Аксионые — это гипотетические частицы со сверхмалой массой. Многие ученые считают, что они являются частицами, из которых состоит темная материя.

Аксионоподобные частицы были бы тяжелее обычных аксионов. Ученые предполагают, что фотоны высоких энергий, которые зародились в результате события GRB221009A, могли бы преобразоваться в аксионоподобные частицы мощными магнитными полями взрывающейся звезды, если бы она была достаточно массивной. В таком случае ничего не помешало бы частице путешествовать сквозь космос и достичь нашей галактики. Здесь магнитные поля превратили бы ее обратно в фотон, который и зафиксировали ученые на Земле.

Такой механизм предложили сразу несколько команд ученых, которые изучали это событие. «Это было бы невероятным открытием», — говорит Джорджио Галанти, астрофизик из Национального института астрофизики в Италии.

Однако есть исследователи, которые скептически относятся к этим исследованиям. Они предполагают, что зафиксированный высокоэнергетический фотон был выпущен после другого события, а «идеально» время его прибытия — это обычное совпадение.

Ученые надеются, что команда китайской обсерватории LHAASO, которая и зафиксировала этот высокоэнергетический фотон, в будущем опубликует подробные результаты своих наблюдений. Они могут оказать значительное влияние на будущее того, как мы будем смотреть на космос — фактически, ученые могут подтвердить реальную возможность существования темной материи, которая вот уже несколько десятков лет держится лишь на теоретических представлениях, что она должна существовать. Если исследования подтвердят, что фотон связан с GRB221009A, это будет лучшим подарком для ученых.

«Подобные события происходят раз в столетие, может быть даже тысячелетие. Мы очень рады, что сможем изучить его», — говорит О’Коннор. Многие астрофизики нашли, чем занять себя в ближайшие годы, и он — один из них.

Другие новости

Все новости