Команда ученых из Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе Русской академии, возглавляемая кандидатом физико-математических наук Дмитрием Свинкиным, вместе с сотрудниками из Калифорнийского института в Беркли (США) локализовала источник недлинного гамма-всплеска GRB 200415A. Оказалось, что он размещен в 11,4 миллиона световых лет от Земли в диске спиральной галактики NGC 253 и вызван огромной вспышкой на редчайшей разновидности нейтронных звезд – магнетаре. Анализ действия размещен в журнальчике Nature.
Спиральная галактика NGC 253 и область локализации, в какой размещен магнетар, ставший источником недлинного гамма-всплеска GRB 200415A. Credit: Dmitry Svinkin et al.
Нейтронные звезды представляют собой изумительные объекты – они, невзирая на размеры всего в несколько 10-ов км, содержат массу, близкую к массе Солнца. Чайная ложка их сверхплотного вещества весила бы на Земле около млрд тон. Согласно современным представлениям, нейтронные звезды образуются в процессе чертовского сжатия ядер мощных звезд, сопровождающегося вспышками сверхновых.
«Отличительной индивидуальностью магнетаров – особенного типа нейтронных звезд – является их рекордное для Вселенной магнитное поле. Грандиозная энергия токов, поддерживающих это поле, может выделяться в виде циклопических вспышек мягенького гамма-излучения с соответствующей энергией отдельных фотонов в спектре от 10-ов до тыщ килоэлектронвольт», – поведали в пресс-службе Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе Русской академии.
К истокам
Открытие циклопических вспышек магнетаров состоялось наиболее 40 годов назад в рамках тестов «Конус», осуществленных под управлением Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе на автоматических межпланетных станциях «Венера-11» и «Венера-12».
5 марта 1979 года галлактические аппараты зарегистрировали необыкновенный только интенсивный всплеск гамма-излучения с броским исходным пиком, длившимся десятую долю секунды, за которым следовал пульсирующий затухающий «хвост». Предстоящий анализ действия показал, что источником является остаток сверхновой в Большенном Магеллановом Облаке – галактике-спутнике Млечного Пути.
Огромное Магелланово Скопление. Credit: AURA/NOAO/NSF
К истинному времени понятно наиболее 30 магнетаров, но огромные вспышки наблюдались лишь у 3-х источников, два из которых размещены в Млечном Пути.
Далековато и близко
Сейчас галлактический аппараты регистрируют недлинные гама-всплески, для которых типична длительность не наиболее 2 секунд, с завидным всепостоянством – приблизительно раз в недельку.
Считается, что почти всегда их источниками являются слияния нейтронных звезд, происходящие в галактиках, удаленных от нас на сотки миллионов и млрд световых лет. Поддержкой для данной теории сделалось соотнесение в 2017 году недлинного гамма-всплеска с гравитационными волнами, порожденными килоновой в галактике NGC 4993, которая размещена в 130 миллионах световых лет от Земли.
Художественное представление столкновения 2-ух нейтронных звезд в галактике NGC 4993, породившего вспышку килоновой и гравитационные волны. Credit: ESO/L. Calgada/M. Kornmesser
Но на базе наблюдения галактических циклопических вспышек магнетаров предполагалось, что подобные действия в близких к нам галактиках будут также наблюдаться как недлинные гамма-всплески.
15 апреля 2020 года в 12:42 по столичному времени русским сенсором «High Energy Neutron Detector», установленным на борту галлактического аппарата NASA «Mars-Odyssey», также галлактическими обсерваториями NASA «Fermi», NASA «Swift» и ESA «INTEGRAL», был зафиксирован один из их – GRB 200415A. Он продлился всего несколько 10-х толикой секунды. 2-ой взрыв произошел приблизительно через 20 секунд опосля первого и имел еще наиболее высшую энергию гамма-излучения, чем 1-ый. Он также продолжался подольше, что нехарактерно для всплесков от слияний нейтронных звезд.
Всесторонний анализ броского гамма-всплеска выявил умопомрачительный факт – временной профиль импульса и остальные характеристики этого действия были фактически схожи всплеску GRB 051103, зарегистрированному 3 ноября 2005 года, источник которого находился на примерно таком же расстоянии от Земли, что и галактика NGC 253.
Временные профили циклопических вспышек магнетаров в близких галактиках: GRB 051103 в группе M81/M82 (голубий) и GRB 200415A в NGC 253 (красноватый). Credit: Dmitry Svinkin et al.
Не считая того, было найдено поразительное сходство черт всплесков GRB 051103 и GRB 200415A со качествами циклопических вспышек магнетаров, наблюдавшихся в Млечном Пути. Это открытие в первый раз очевидно показало, что часть маленьких гамма-всплесков имеет магнетарную природу.
«Детектирование GRB 200415A подтолкнуло международную команду ученых к необъятному ретроспективному поиску остальных циклопических вспышек магнетаров посреди маленьких гамма-всплесков. В итоге в дополнение к двум ранее известным кандидатам в огромные вспышки была найдена еще одна. На базе набора 7 событий, 3-х галактических и 4 внегалактических, было в первый раз определено распределение вспышек по энергетике и показано, что их толика посреди маленьких гамма-всплесков составляет приблизительно два процента», – отметили в пресс-службе Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе Русской академии.
Что далее?
Исследование циклопических вспышек внегалактических магнетаров, ослабленных для земного наблюдающего огромным расстоянием до источников, очень принципиально для осознания действий генерации больших потоков гамма-излучения в сверхсильных магнитных полях.
Анализ GRB 200415A по данным обсерваторий «Fermi» и «Swift» выявил существенную переменность кривой блеска действия на субмиллисекундных масштабах, а скорость нарастания интенсивности излучения оказалась в 100 раз выше, чем в гамма-всплесках, связанных со слияниями нейтронных звезд. Эти индивидуальности циклопических вспышек дозволят в дальнейшем выделять их из совокупы всей популяции.
Магнетар (нейтронная звезда, владеющая только мощным магнитным полем) в представлении художника. Credit: ESO/L. Calçada
«Таковым образом, исследование параметров действия GRB 200415A в первый раз позволило накрепко установить связь части маленьких гамма-всплесков с циклопическими вспышками магнетаров в близких галактиках и получить неповторимую информацию о свойствах редчайших нейтронных звезд со сверхсильными магнитными полями», – заключили в пресс-службе Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе Русской академии.