Засліпив супутники. Найпотужніший космічний вибух в історії може стати ключем до розгадки таємниці темної матерії

Однак 9 жовтня до Землі дійшов гамма-спалах, який здивував усіх. Він був настільки яскравим, що засліпив одразу кілька супутників і перевантажив навіть космічний гамма-телескоп Фермі, призначений саме для відстеження подібних подій.

«Той факт, що ви можете змінити іоносферу Землі за допомогою об'єкта на іншому краю Всесвіту, просто неймовірний», — стверджує Дуг Велч, астроном з Макмастерського університету в Канаді. Багато його колег підтверджують — цей гамма-спалах був незвичайним, а досліджуватимуть його не один рік.

GRB221009A — саме таку офіційну назву отримав цей сигнал — був надзвичайно яскравим завдяки цілій низці збігів. По-перше, це відстань у 2,4 млрд світлових років. Попри те що це далеко за межами нашої галактики, це досить невелика відстань для гамма-спалахів.

По-друге, гамма-спалах, на думку вчених, був спрямований прямо на Землю.

По-третє, спалах розтягнувся аж на 10 хвилин (зазвичай довготривалим вважають гамма-спалах, що триває довше двох секунд). За даними NASA, тривалі спалахи пов’язані зі смертю зірок; короткочасні сигналізують про злиття двох зірок в одну.

Зображення гамма-сплеску та оболонки, яку він утворює

Такий потужний спалах може допомогти вченим знайти відповіді відразу на кілька інтригуючих запитань. Як народжуються чорні діри? Як гамма-спалах зароджується та поширюється у космосі? Чому деякі зірки випромінюють гамма-спалахи під час своєї смерті, а інші ні?

Найцікавіше ще попереду

Брендан О’Коннор, астроном з Університету Меріленда та Університету Джорджа Вашингтона, каже, що зараз за вибухом та його наслідками спостерігають щонайменше 50 телескопів з усього світу та на всіх довжинах хвиль світла. Також він сподівається, що до дослідження приєднаються Хаббл і космічний телескоп імені Джеймса Вебба.

Потужність спалаху — 18 тераелектронвольт, що як мінімум у чотири рази потужніше за будь-який гамма-спалах, який вченим вдавалося реєструвати раніше. Навряд це найяскравіший гамма-сплеск з усіх, які коли-небудь траплялися у Всесвіті, проте це, ймовірно, найяскравіший сплеск рентгенівських і гамма-випромінювань з моменту виникнення людської цивілізації.

Досі людству не вдалося досягти й половини подібної потужності навіть за допомогою найпотужнішого прискорювача частинок Великого адронного колайдера.

Теоретично настільки потужний спалах не мав би досягти Землі, оскільки його мало поглинути фонове світіння Всесвіту. Команда італійських учених вже вигадала гіпотезу, як частинки світла такої потужності все-таки могли потрапити сюди.

Так, вони вважають, що після гамма-спалаху високоенергетичний фотон від спалаху перетворився на аксіоноподібну частинку. Аксіони — це гіпотетичні частки з надмалою масою. Багато вчених вважають, що вони є частинками, з яких складається темна матерія.

Аксіоноподібні частинки були б важчими за звичайні аксіони. Вчені припускають, що фотони високих енергій, що зародилися в результаті події GRB221009A, могли б перетворитися на аксіоноподібні частинки потужними магнітними полями зірки, що вибухає, якби вона була досить масивною. У такому разі нічого не завадило б частинці мандрувати крізь космос і досягти нашої галактики. Тут магнітні поля перетворили її назад на фотон, який і зафіксували вчені на Землі.

Такий механізм запропонували одразу кілька команд вчених, які вивчали цю подію. «Це було б неймовірним відкриттям», — запевняє Джорджіо Галанті, астрофізик з Національного інституту астрофізики в Італії.

Однак є дослідники, які скептично ставляться до цих досліджень. Вони припускають, що зафіксований високоенергетичний фотон був випущений після іншої події, а «ідеальний» час його прибуття — це звичайний збіг.

28 березня у журналі The Astrophysical Journal Letters було опубліковано дослідження, міжнародної команди вчених, які детально вивчили рекордний спалах.

Найбільше вчених здивувало те, що вони не зуміли побачити сліди наднової, яка мала б потрапити у їхнє поле зору після цього величезного спалаху. Можливо, її яскравість дуже низька, а тому наші телескопи не можуть її роздивитися. А можливо вона повністю колапсувала у чорну діру, а тому вчені ніколи не зможуть побачити цей космічний вибух.

Виявилось, що протягом кількох тижнів після першого спалаху рентгенівське світло активно розходилося Всесвітом. Через це утворилося одразу кілька пилових кілець. Найближче з них зараз знаходиться приблизно у 1300 світлових роках від Землі, найвіддаленіше — на іншій стороні Чумацького Шляху, на відстані 61 тис. світлових років.

Також вченим вдалося провести точні вимірювання зворотного поштовху вибуху — тобто хвилі, що рухається назад, до джерела вибуху.

Вчені сподіваються, що команда китайської обсерваторії LHAASO, яка і зафіксувала цей високоенергетичний фотон, опублікує в майбутньому докладні результати своїх спостережень.

Вони можуть вплинути на майбутнє того, як ми дивитимемося на космос — фактично вчені можуть підтвердити реальну можливість існування темної матерії, яка вже кілька десятків років тримається лише на теоретичних уявленнях, що вона має існувати. Якщо дослідження підтвердять, що фотон пов’язаний із GRB221009A, це буде найкращим подарунком для вчених.

«Подібні події відбуваються раз на століття, можливо, навіть тисячоліття. Ми дуже раді, що зможемо її вивчити», — каже О’Коннор. Багато астрофізиків знайшли, чим зайняти себе найближчими роками, і ця подія — одна з них.