Най-мощната експлозия, която астрономите някога са виждали, съдържа загадъчен сигнал, смятан за невъзможен. Този сигнал дава първия детайлен поглед вътре в експлозията на гама лъчи и предполага, че там се случва анихилация на материя и антиматерия.
Изблиците на гама лъчи (GRB - Gamma ray burst) са най-мощните изблици на радиация във Вселената и се генерират при космически експлозии и сблъсъци. Физиците подозират, че GRB с най-висока енергия идват от колапс на звезди и образуване на черна дупка. След това черната дупка произвежда струя от материал, движеща се със скорост, близка до скоростта на светлината, която пронизва изчезналата звезда и изпраща взривове радиация, които можем да наблюдаваме от Земята. Но как точно се произвежда тази радиация или какво може да съдържа струята, остава неизвестно.
Голяма част от тази мистерия идва от спектъра на видимата светлина. За разлика от светлината, която наблюдаваме от други обекти във Вселената, която съдържа характерни пикове, които могат да разкажат за конкретните атоми или друга материя, която е произвела този изблик на енергия, спектърът на светлината от изблиците на гама лъчи винаги изглежда плавен и без особености.
През 90-те години на миналия век изследователите се вълнуваха от перспективата, че някои GRB изглежда показват различни линии, но след внимателни анализи те откриват, че това са статистически грешки и заключават, че спектрите на GRB не могат да бъдат назъбени.
Сега Мария Равасио (Maria Ravasio) от Университета Радбуд в Холандия и нейните колеги откриват, че GRB221009A , открит през 2022 г. и наречен най-ярката експлозия след Големия взрив, всъщност съдържа енергиен пик при около 10 мегаелектронволта.
"Когато за първи път видях линията, си помислих, че съм направила нещо нередно", разказва Равасио. Но след извършването на подробен статистически анализ и изключването на пробле с инструмента за наблюдение – космическия телескоп "Ферми" – Равасио и нейните колеги заключават, че пикът в спектъра е истински. "Когато разбрах, че не е грешка, настръхнах, защото разбрах, че е нещо много важно."
Тъй като почти всички GRB показват подобно разпределение на енергиите, астрономите анализират всички GRB, използвайки методи за анализ на данни, които работят най-добре с този модел.
Но Равасио и нейният екип вместо това използват метод, който позволява пикове, и откриват, че отговаря на данните по-добре.
Илюстрация на изблик на гама-лъчи. Кредит: NASA Goddard Space Flight Center
"Тази част от спектъра на GRB е същата от години и никой не я е разглеждал", коментира Равасио. "Енергията на [GRB221009A] ни позволи да видим тази част от спектъра много по-добре."
Този пик сочи към специфичен физически процес при GRB, който липсва в нашите най-добри модели.
Равасио и нейният екип дават едно правдоподобно обяснение на събитието - настъпило е унищожава (анихилация) на електрони с техните двойници от антиматерия, позитрони. Подобно унищожаване ще произведе гама лъчи с отчетлив пик от 511 килоелектронволта.
"Това вече определя състава на струята, нещо, което не сме разбирали от първите GRB", казва Равасио.
По-високият пик от 10 MeV, който изследователите наблюдават, се дължи на това, че енергийният спектър е изместен от бързо движещата се струя, която произвежда радиацията, подобно на това как сирената на линейка, движеща се към вас, звучи по-високо.
Тази разлика означава, че може да се изчисли скоростта на струята, която е предизвикала избухването, която се движи с 99,99 процента от скоростта на светлината.
Намирането на GRB с отличителен пик е "една от най-големите изненади в нашата област от повече от десетилетие", отбелязва Ерик Бърнс (Eric Burns) от Държавния университет на Луизиана.
Бърнс, който е помогнал за анализа на оригиналните данни, довели до откриването на GRB221009A, представя резултатите на конференция с колеги, когато чува за откритието на Равасио.
"Никой от нас не вярваше, че документът може да е правилен", коментира Бърнс. "Прочетохме заглавието и всеки един от нас каза, че това е грешно, няма начин това да е правилно."
Но анализът, извършен от Равасио и нейните колеги, изглежда правилен, казва Бърнс.
"Това е доста изумително. Напълно пропуснахме това, защото дори не го потърсихме, защото бяхме абсолютно убедени, че изблиците на гама лъчи нямат линии", разказва Бърнс.
Възможно е други GRB също да имат спектрални пикове като този, което може да си струва да търсим, но е вероятно да можем да видим само този, защото идва от най-яркия GRB на всички времена, посочва Бърнс.
Справка: Chien-An Wang et al., Operating semiconductor quantum processors with hopping spins. Science3 85,447-452(2024). DOI: 10.1126/science.ado5915
Източник: We may finally know what caused the biggest cosmic explosion ever seen, New Scientist
Още по темата
Космос
"Най-яркият на всички времена" гама импулс бомбардира йоносферата на Земята за 800 секунди (видео)
Космос
Мощен гама импулс води астрономите до фабрика за тежки метали на 900 млн св. години от нас
Космос
Това е най-голямата космическа експлозия във Вселената, виждана някога
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари