stringtranslate.com

Гамма-всплеск

Иллюстрация художника, показывающая жизнь массивной звезды в процессе ядерного синтеза , превращающего более легкие элементы в более тяжелые. Когда термоядерный синтез больше не создает достаточного давления, чтобы противодействовать гравитации, звезда быстро коллапсирует, образуя черную дыру . Теоретически при коллапсе вдоль оси вращения может высвободиться энергия с образованием гамма-всплеска.

В гамма-астрономии гамма-всплески ( GRB ) — это чрезвычайно энергетические взрывы, которые наблюдались в далеких галактиках и которые НАСА описывает как «самый мощный класс взрывов во Вселенной». [1] Это самые энергичные и яркие электромагнитные явления со времен Большого взрыва . [2] Всплески могут длиться от десяти миллисекунд до нескольких часов. [3] [4] После первоначальной вспышки гамма-лучей обычно возникает более продолжительное «послесвечение» на более длинных волнах ( рентгеновское , ультрафиолетовое , оптическое , инфракрасное , микроволновое и радио ). [5]

Считается, что интенсивное излучение большинства наблюдаемых гамма-всплесков высвобождается во время вспышки сверхновой или сверхяркой сверхновой , когда звезда большой массы взрывается с образованием нейтронной звезды или черной дыры . Подкласс гамма-всплесков, по-видимому, возник в результате слияния двойных нейтронных звезд . [6]

Источники большинства гамма-всплесков находятся на расстоянии миллиардов световых лет от Земли , а это означает, что оба взрыва чрезвычайно энергичны (типичный всплеск за несколько секунд высвобождает столько же энергии, сколько Солнце за всю свою 10-миллиардную жизнь) [7 ] и крайне редки (несколько на галактику в миллион лет [8] ). Все наблюдаемые гамма-всплески возникли за пределами галактики Млечный Путь , хотя родственный класс явлений — мягкие гамма-ретрансляторы — связан с магнетарами внутри Млечного Пути. Была выдвинута гипотеза, что гамма-всплеск в Млечном Пути , направленный прямо на Землю, может вызвать массовое вымирание . [9] Некоторые исследователи предположили, что позднеордовикское массовое вымирание произошло в результате такого гамма- всплеска . [10] [11] [12]

Впервые гамма-всплески были обнаружены в 1967 году спутниками Vela , которые были разработаны для обнаружения тайных испытаний ядерного оружия ; после тщательного анализа это было опубликовано в 1973 году. [13] После их открытия были предложены сотни теоретических моделей для объяснения этих всплесков, таких как столкновения между кометами и нейтронными звездами . [14] Было мало информации для проверки этих моделей до 1997 года, когда были обнаружены первые рентгеновские и оптические послесвечения и прямое измерение их красных смещений с помощью оптической спектроскопии , а, следовательно, и их расстояний и выходной энергии. Эти открытия и последующие исследования галактик и сверхновых , связанных со вспышками, прояснили расстояние и светимость гамма-всплесков, окончательно поместив их в далекие галактики.

История

Позиции на небе всех гамма-всплесков, обнаруженных в ходе миссии BATSE. Распределение изотропное , без концентрации к плоскости Млечного Пути, которая проходит горизонтально через центр изображения.

Гамма-всплески были впервые обнаружены в конце 1960-х годов американскими спутниками Vela , которые были созданы для обнаружения импульсов гамма-излучения, испускаемых ядерным оружием, испытанным в космосе. Соединенные Штаты подозревали, что Советский Союз мог попытаться провести секретные ядерные испытания после подписания Договора о запрещении ядерных испытаний в 1963 году . [15] 2 июля 1967 года в 14:19 UTC спутники Vela 4 и Vela 3 зарегистрировали вспышку. гамма-излучения, в отличие от любого известного ядерного оружия. [16] Не зная, что произошло, но не считая этот вопрос особенно срочным, группа Лос-Аламосской национальной лаборатории под руководством Рэя Клебесадела отправила данные на расследование. По мере того как были запущены дополнительные спутники Vela с более совершенными инструментами, команда из Лос-Аламоса продолжала обнаруживать в своих данных необъяснимые всплески гамма-излучения. Анализируя различное время прибытия всплесков, обнаруженных разными спутниками, команда смогла определить приблизительные оценки положения 16 всплесков на небе [16] [17] и окончательно исключить их земное или солнечное происхождение. Вопреки распространенному мнению, данные никогда не были засекречены. [18] После тщательного анализа результаты были опубликованы в 1973 году в виде статьи в журнале Astrophysical Journal под названием «Наблюдения гамма-всплесков космического происхождения». [13]

Большинство ранних теорий гамма-всплесков предполагали наличие близлежащих источников внутри Галактики Млечный Путь . С 1991 года Комптоновская обсерватория гамма-излучения (CGRO) и ее инструмент Burst and Transient Source Explorer ( BATSE ), чрезвычайно чувствительный детектор гамма-излучения, предоставили данные, которые показали, что распределение гамма-всплесков изотропно –  не смещено в каком-либо конкретном направлении в космосе. . [19] Если бы источники находились внутри нашей галактики, они были бы сильно сконцентрированы в галактической плоскости или вблизи нее. Отсутствие такой закономерности в случае гамма-всплесков предоставило убедительное доказательство того, что гамма-всплески должны приходить из-за пределов Млечного Пути. [20] [21] [22] [23] Однако некоторые модели Млечного Пути все еще согласуются с изотропным распределением. [20] [24]

Объекты-двойники как возможные источники

В течение десятилетий после открытия гамма-всплесков астрономы искали его аналог на других длинах волн: то есть любой астрономический объект, положение которого совпадает с недавно наблюдавшимся всплеском. Астрономы рассмотрели множество различных классов объектов, включая белые карлики , пульсары , сверхновые , шаровые скопления , квазары , сейфертовские галактики и объекты BL Lac . [25] Все такие поиски оказались безуспешными, [nb 1] и в некоторых случаях можно было ясно показать, что особенно хорошо локализованные всплески (те, положение которых было определено с высокой степенью точности) не имели каких-либо ярких объектов. характер соответствует положению, полученному от спутников-обнаружителей. Это предполагало происхождение либо очень слабых звезд, либо чрезвычайно далеких галактик. [26] [27] Даже самые точные позиции содержали множество слабых звезд и галактик, и было широко распространено мнение, что окончательное выяснение происхождения космических гамма-всплесков потребует как новых спутников, так и более быстрой связи. [28]

Послесвечение

Итало-голландский спутник BeppoSAX , запущенный в апреле 1996 года, впервые предоставил точные координаты гамма-всплесков, что позволило провести последующие наблюдения и идентифицировать источники.

Несколько моделей происхождения гамма-всплесков постулировали, что за первоначальным всплеском гамма-лучей должно следовать послесвечение : медленно затухающее излучение на более длинных волнах, создаваемое столкновениями между выбросами всплеска и межзвездным газом. [29] Ранние поиски этого послесвечения не увенчались успехом, главным образом потому, что трудно наблюдать положение всплеска на более длинных волнах сразу после первоначального всплеска. Прорыв произошел в феврале 1997 года, когда спутник BeppoSAX обнаружил гамма-всплеск ( GRB 970228 [nb 2] ), а когда рентгеновская камера была направлена ​​в направлении, откуда произошел всплеск, она обнаружила затухающее рентгеновское излучение. . Телескоп Уильяма Гершеля обнаружил исчезающий оптический аналог через 20 часов после взрыва. [30] После того, как гамма-всплеск исчез, глубокая визуализация позволила идентифицировать слабую, далекую родительскую галактику в месте расположения гамма-всплеска, что было точно определено по оптическому послесвечению. [31] [32]

Из-за очень слабой светимости этой галактики точное расстояние до нее не измерялось в течение нескольких лет. Вскоре после этого произошел еще один крупный прорыв: следующее событие, зарегистрированное BeppoSAX, GRB 970508 . Это событие было локализовано в течение четырех часов после его открытия, что позволило исследовательским группам начать наблюдения гораздо раньше, чем любой предыдущий всплеск. Спектр объекта показал красное смещение z =  0,835, в результате чего вспышка произошла на расстоянии примерно 6 миллиардов  световых лет от Земли. [33] Это было первое точное определение расстояния до гамма-всплеска, и вместе с открытием родительской галактики 970228 было доказано, что гамма-всплески возникают в чрезвычайно далеких галактиках. [31] [34] Через несколько месяцев споры о шкале расстояний закончились: гамма-всплески представляли собой внегалактические события, возникающие в слабых галактиках на огромных расстояниях. В следующем году за GRB 980425 в течение суток последовала яркая сверхновая ( SN 1998bw ), совпадающая по местоположению, что указывает на четкую связь между гамма-всплесками и гибелью очень массивных звезд. Этот всплеск дал первое убедительное представление о природе систем, производящих гамма-всплески. [35]

Более поздние инструменты

Космический корабль НАСА Swift был запущен в ноябре 2004 года.

BeppoSAX функционировал до 2002 года, а CGRO (совместно с BATSE) был спущен с орбиты в 2000 году. Однако революция в изучении гамма-всплесков побудила разработку ряда дополнительных инструментов, предназначенных специально для изучения природы гамма-всплесков, особенно в самые ранние моменты. после взрыва. Первая подобная миссия HETE-2 [ 36] была запущена в 2000 году и функционировала до 2006 года, совершив за этот период большинство крупных открытий. Одна из самых успешных космических миссий на сегодняшний день, Swift , была запущена в 2004 году и по состоянию на январь 2023 года все еще работает. [37] [38] Swift оснащен очень чувствительным детектором гамма-излучения, а также бортовыми рентгеновскими и оптическими телескопами, которые можно быстро и автоматически поворачивать для наблюдения за свечением после вспышки. Совсем недавно была запущена миссия Ферми с монитором гамма-всплесков , который обнаруживает всплески со скоростью несколько сотен в год, некоторые из которых достаточно яркие, чтобы их можно было наблюдать при чрезвычайно высоких энергиях с помощью телескопа большой площади Ферми . Тем временем на Земле были построены или модифицированы многочисленные оптические телескопы, оснащенные программным обеспечением для управления роботами, которое немедленно реагирует на сигналы, посылаемые через сеть координат гамма-всплесков . Это позволяет телескопам быстро перенаправиться на гамма-всплеск, часто в течение нескольких секунд после получения сигнала и пока само излучение гамма-излучения еще продолжается. [39] [40]

Новые разработки с 2000-х годов включают в себя признание коротких гамма-всплесков в отдельный класс (вероятно, возникающих в результате слияния нейтронных звезд и не связанных со сверхновыми), открытие продолжительной, беспорядочной вспышечной активности на длинах волн рентгеновского излучения, продолжающейся в течение многих минут после большинства GRB и открытие самых ярких ( GRB 080319B ) и бывших самых далеких ( GRB 090423 ) объектов во Вселенной. [41] [42] Самый далекий из известных GRB, GRB 090429B , в настоящее время является самым далеким известным объектом во Вселенной.

В октябре 2018 года астрономы сообщили, что GRB 150101B (обнаруженный в 2015 году) и GW170817 , событие гравитационной волны, обнаруженное в 2017 году (которое было связано с GRB170817A, вспышкой, обнаруженной на 1,7 секунды позже), возможно, были произведены одним и тем же механизмом – слияние двух нейтронных звезд . Сходство между этими двумя событиями с точки зрения гамма- , оптического и рентгеновского излучения, а также природы связанных с ними родительских галактик «поразительно», предполагая, что оба отдельных события могут быть результатом По мнению исследователей , обе нейтронные звезды могут быть слиянием килоновой звезды , которая может быть более распространена во Вселенной, чем предполагалось ранее. [43] [44] [45] [46]

Свет с самой высокой энергией, наблюдавшийся от гамма-всплеска, составлял один тераэлектронвольт от GRB 190114C в 2019 году. [47] (Обратите внимание, это примерно в тысячу раз меньшая энергия, чем энергия света с самой высокой энергией, наблюдаемого от любого источника, которая составляет 1,4 петаэлектронвольта, поскольку 2021 года. [48] )

Классификация

Кривые блеска гамма-всплесков

Кривые блеска гамма-всплесков чрезвычайно разнообразны и сложны. [49] Не существует двух одинаковых кривых блеска гамма-всплесков, [50] с большими вариациями, наблюдаемыми почти по каждому свойству: продолжительность наблюдаемого излучения может варьироваться от миллисекунд до десятков минут, может быть один пик или несколько отдельных субимпульсов. , а отдельные пики могут быть симметричными или с быстрым просветлением и очень медленным затуханием. Некоторым всплескам предшествует событие- предшественник , слабый всплеск, за которым затем (после секунд или минут отсутствия излучения вообще) следует гораздо более интенсивный «настоящий» эпизод всплеска. [51] Кривые блеска некоторых событий имеют крайне хаотичные и сложные профили, почти не различимые закономерности. [28]

Хотя некоторые кривые блеска можно грубо воспроизвести с помощью некоторых упрощенных моделей, [52] в понимании всего наблюдаемого разнообразия достигнут небольшой прогресс. Было предложено множество схем классификации, но они часто основаны исключительно на различиях во внешнем виде кривых блеска и не всегда могут отражать истинные физические различия в прародителях взрывов. Однако графики распределения наблюдаемой длительности [nb 3] для большого количества гамма-всплесков демонстрируют явную бимодальность , предполагающую существование двух отдельных популяций: «короткой» популяции со средней длительностью около 0,3 секунды и «длинная» популяция со средней продолжительностью около 30 секунд. [4] Оба распределения очень широки со значительной областью перекрытия, в которой идентичность данного события не ясна только по продолжительности. Дополнительные классы помимо этой двухуровневой системы были предложены как на основе наблюдений, так и на теоретических основаниях. [53] [54] [55] [56]

Короткие гамма-всплески

Космический телескоп «Хаббл» запечатлел инфракрасное свечение килоновой вспышки. [57]
GRB 211106A, один из самых энергичных коротких гамма-всплесков, зарегистрированных, на первом в истории покадровом видеоролике короткого гамма-всплеска в свете миллиметровой длины, который был виден с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) и обнаружен на удаленном хозяине. Галактика, снятая с помощью космического телескопа Хаббл. [58] [59] [60]

События длительностью менее двух секунд классифицируются как короткие гамма-всплески. На их долю приходится около 30% гамма-всплесков, но до 2005 года не было успешно обнаружено послесвечение ни от одного короткого события, и об их происхождении было мало что известно. [61] С тех пор было обнаружено и локализовано несколько десятков коротких послесвечений гамма-всплесков, некоторые из которых связаны с областями с небольшим звездообразованием или без него, такими как большие эллиптические галактики . [62] [63] [64] Это исключает связь с массивными звездами, подтверждая, что короткие события физически отличаются от длинных событий. Кроме того, не было никакой связи со сверхновыми. [65]

Истинная природа этих объектов изначально была неизвестна, и основная гипотеза заключалась в том, что они возникли в результате слияния двойных нейтронных звезд или нейтронной звезды с черной дырой . Было высказано предположение, что такие слияния могут привести к образованию килоновых звезд [66] , и были замечены доказательства существования килоновой звезды, связанной с GRB 130603B. [67] [68] Средняя продолжительность этих событий 0,2 секунды предполагает (из-за причинно-следственной связи ) источник очень маленького физического диаметра в звездных терминах; менее 0,2 световой секунды (около 60 000 км или 37 000 миль – в четыре раза больше диаметра Земли). Наблюдение рентгеновских вспышек от нескольких минут до нескольких часов после короткого гамма-всплеска согласуется с тем, что небольшие частицы первичного объекта, такого как нейтронная звезда, первоначально поглощаются черной дырой менее чем за две секунды, за которыми следуют несколько часов меньшей энергии. события, поскольку оставшиеся фрагменты разрушенного приливом материала нейтронной звезды (уже не нейтрония ) остаются на орбите и спирально впадают в черную дыру в течение более длительного периода времени. [61] Небольшая часть коротких гамма-всплесков, вероятно, возникает в результате гигантских вспышек от мягких гамма-ретрансляторов в близлежащих галактиках. [69] [70]

Происхождение коротких гамма-всплесков в килоновых было подтверждено, когда короткий GRB 170817A был обнаружен всего через 1,7 с после регистрации гравитационной волны GW170817 , которая была сигналом слияния двух нейтронных звезд. [6]

Длинные гамма-всплески

Свифт запечатлел послесвечение GRB 221009A примерно через час после того, как он был впервые обнаружен на Земле 9 октября 2022 года. Яркие кольца образуются в результате рентгеновского излучения, рассеянного от ненаблюдаемых в противном случае слоев пыли внутри нашей галактики, лежащих в направлении лопаться.

Большинство наблюдаемых событий (70%) имеют продолжительность более двух секунд и классифицируются как длинные гамма-всплески. Поскольку эти события составляют большую часть населения и имеют тенденцию иметь самые яркие послесвечения, их наблюдали гораздо детальнее, чем их короткие аналоги. Почти каждый хорошо изученный длинный гамма-всплеск был связан с галактикой с быстрым звездообразованием, а во многих случаях также со сверхновой с коллапсом ядра , что однозначно связывало длинные гамма-всплески со смертью массивных звезд. [65] [71] Наблюдения длительного послесвечения гамма-всплесков на высоком красном смещении также согласуются с тем, что гамма-всплески возникли в областях звездообразования. [72]

В декабре 2022 года астрономы сообщили о наблюдении GRB 211211A, первого свидетельства длинного гамма-всплеска, образовавшегося в результате слияния нейтронной звезды с 51s. [73] [74] [75] GRB 191019A (2019) [76] и GRB 230307A (2023). [77] [78] с примерно 64 и 35 соответственно также утверждают, что они принадлежат к этому классу длинных GBR в результате слияния нейтронных звезд. [79]

Сверхдлинные гамма-всплески

Эти события находятся в самом конце распределения длительности GRB, продолжающегося более 10 000 секунд. Было предложено выделить их в отдельный класс, вызванный коллапсом голубой звезды-сверхгиганта , [80] приливным разрушением [81] [82] или новорожденным магнетаром . [81] [83] На сегодняшний день идентифицировано лишь небольшое их количество, их основной характеристикой является продолжительность излучения гамма-лучей. К наиболее изученным сверхдлинным событиям относятся GRB 101225A и GRB 111209A . [82] [84] [85] Низкая скорость обнаружения может быть результатом низкой чувствительности детекторов тока к длительным событиям, а не отражением их истинной частоты. [82] Исследование 2013 года, [86] с другой стороны, показывает, что существующие доказательства существования отдельной сверхдлинной популяции гамма-всплесков с новым типом предшественника неубедительны, и необходимы дальнейшие многоволновые наблюдения, чтобы сделать более твердый вывод. .

Энергетика и излучение

Иллюстрация художника яркого гамма-всплеска, происходящего в области звездообразования. Энергия взрыва излучается в две узкие, противоположно направленные струи.

Гамма-всплески, наблюдаемые с Земли, очень яркие, несмотря на их обычно огромные расстояния. Средний длинный гамма-всплеск имеет болометрический поток, сравнимый с яркой звездой нашей галактики, несмотря на расстояние в миллиарды световых лет (по сравнению с несколькими десятками световых лет для большинства видимых звезд). Большая часть этой энергии выделяется в виде гамма-лучей, хотя у некоторых гамма-всплесков есть и чрезвычайно яркие оптические аналоги. GRB 080319B , например, сопровождался оптическим аналогом, максимальная видимая величина которого составляла 5,8 [87], что было сравнимо с яркостью самых тусклых звезд, видимых невооруженным глазом, несмотря на расстояние до вспышки в 7,5 миллиардов световых лет. Такое сочетание яркости и расстояния подразумевает чрезвычайно энергетический источник. Если предположить, что гамма-взрыв имеет сферическую форму, выходная энергия GRB 080319B будет в два раза превышать энергию массы покоя Солнца (энергия, которая высвободится, если Солнце полностью превратится в излучение). [41]

Считается, что гамма-всплески представляют собой сильно сфокусированные взрывы, при которых большая часть энергии взрыва скапливается в узкую струю . [88] [89] Гамма-всплески имеют самые релятивистские струи, известные во Вселенной, будучи ультрарелятивистскими . [90] [91] Материя в струях гамма-всплесков может стать сверхсветовой или быстрее скорости света в струйной среде, при этом также возникают эффекты обратимости времени . [92] [93] [94] Приблизительную угловую ширину струи (то есть степень распространения луча) можно оценить непосредственно, наблюдая ахроматические «разрывы струи» на кривых блеска послесвечения: время, после которого медленно затухающее послесвечение начинает быстро тускнеть по мере того, как струя замедляется и больше не может излучать свое излучение так же эффективно. [95] [96] Наблюдения показывают значительные изменения угла струи от 2 до 20 градусов. [97]

Поскольку их энергия сильно сфокусирована, ожидается, что гамма-лучи, испускаемые большинством всплесков, не дойдут до Земли и никогда не будут обнаружены. Когда гамма-всплеск направлен на Землю, фокусировка его энергии вдоль относительно узкого луча приводит к тому, что всплеск кажется намного ярче, чем он был бы, если бы его энергия излучалась сферически. Если принять во внимание этот эффект, то типичные гамма-всплески имеют истинное энерговыделение около 10 44  Дж, или около 1/2000 энергетического эквивалента солнечной массы ( M ☉ ) [97]  – что все еще много. раз превышает массу-энергетический эквивалент Земли (около 5,5 × 10 41  Дж). Это сравнимо с энергией, выделяемой в яркой сверхновой типа Ib/c , и находится в пределах теоретических моделей. Было замечено, что очень яркие сверхновые сопровождают несколько ближайших гамма-всплесков. [35] Дополнительным подтверждением фокусировки излучения гамма-всплесков послужили наблюдения сильной асимметрии в спектрах близлежащих сверхновых типа Ic [98] и радионаблюдения, проведенные спустя много времени после вспышек, когда их струи уже не являются релятивистскими. [99]

С открытием GRB 190114C астрономы, возможно, упустили половину всей энергии, которую производят гамма - всплески . гамма-лучи очень высоких энергий сравнимы с количеством, излучаемым при всех более низких энергиях, вместе взятых». [101]

Короткие (по продолжительности) гамма-всплески, по-видимому, происходят из популяции с меньшим красным смещением (т.е. менее удаленной) и менее ярки, чем длинные гамма-всплески. [102] Степень излучения коротких всплесков точно не измерена, но как совокупность они, вероятно, менее коллимированы, чем длинные гамма-всплески [103] , а в некоторых случаях, возможно, не коллимированы вообще. [104]

Прародители

Изображение звезды Вольфа – Райе WR 124 и окружающей ее туманности, полученное космическим телескопом Хаббл. Звезды Вольфа–Райе являются кандидатами на роль прародителей долгоживущих гамма-всплесков.

Из-за огромных расстояний большинства источников гамма-всплесков от Земли идентификация прародителей, систем, производящих эти взрывы, является сложной задачей. Ассоциация некоторых длинных гамма-всплесков со сверхновыми и тот факт, что их родительские галактики быстро образуют звезды, дают очень убедительные доказательства того, что длинные гамма-всплески связаны с массивными звездами. Наиболее широко признанным механизмом возникновения длительных гамма-всплесков является модель коллапсара , [105] в которой ядро ​​чрезвычайно массивной, малометалличной , быстро вращающейся звезды коллапсирует в черную дыру на заключительных стадиях своей эволюции . Вещество вблизи ядра звезды стекает вниз к центру и закручивается в аккреционный диск высокой плотности . Падение этого материала в черную дыру выбрасывает пару релятивистских струй вдоль оси вращения, которые пробивают звездную оболочку и в конечном итоге прорывают звездную поверхность и излучают гамма-лучи. Некоторые альтернативные модели заменяют черную дыру вновь образовавшимся магнетаром , [ 106] [107] , хотя большинство других аспектов модели (коллапс ядра массивной звезды и образование релятивистских джетов) остаются теми же.

Ближайшими аналогами звезд, производящих длинные гамма-всплески в галактике Млечный Путь, вероятно, являются звезды Вольфа-Райе , чрезвычайно горячие и массивные звезды, которые потеряли большую часть или всю свою водородную оболочку. Эта Киля , Apep и WR 104 были названы возможными будущими прародителями гамма-всплесков. [108] Неясно, обладает ли какая-либо звезда Млечного Пути соответствующими характеристиками, чтобы произвести гамма-всплеск. [109]

Модель массивной звезды, вероятно, не объясняет все типы гамма-всплесков. Имеются убедительные доказательства того, что некоторые кратковременные гамма-всплески происходят в системах без звездообразования и массивных звезд, таких как эллиптические галактики и гало галактик . [102] Наиболее распространенной теорией происхождения большинства коротких гамма-всплесков является слияние двойной системы, состоящей из двух нейтронных звезд. Согласно этой модели, две звезды в двойной системе медленно приближаются друг к другу, поскольку гравитационное излучение высвобождает энергию [110] [111] , пока приливные силы внезапно не разорвут нейтронные звезды на части, и они не схлопнутся в одну черную дыру. Падение материи в новую черную дыру создает аккреционный диск и высвобождает всплеск энергии, аналогичный модели коллапсара. Также было предложено множество других моделей для объяснения коротких гамма-всплесков, включая слияние нейтронной звезды и черной дыры, коллапс нейтронной звезды, вызванный аккрецией, или испарение первичных черных дыр . [112] [113] [114] [115]

Альтернативное объяснение, предложенное Фридвардтом Винтербергом, состоит в том, что в ходе гравитационного коллапса и при достижении горизонта событий черной дыры вся материя распадается с образованием вспышки гамма-излучения. [116]

Приливные разрушения

Этот новый класс GRB-подобных событий был впервые обнаружен благодаря обнаружению GRB 110328A миссией Swift Gamma-Ray Burst 28 марта 2011 года. Это событие имело продолжительность гамма-излучения около 2 дней, что намного дольше, чем даже сверхдлинные. гамма-всплесков и обнаруживался в рентгеновских лучах в течение многих месяцев. Оно произошло в центре небольшой эллиптической галактики на красном смещении z = 0,3534. Продолжаются споры о том, был ли взрыв результатом коллапса звезды или приливного разрушения, сопровождавшегося релятивистской струей, хотя последнее объяснение стало широко популярным. [ кем? ]

Событие приливного разрушения такого типа происходит, когда звезда взаимодействует со сверхмассивной черной дырой , разрушая звезду и в некоторых случаях создавая релятивистскую струю, которая производит яркое излучение гамма-излучения. Первоначально предполагалось, что событие GRB 110328A (также обозначаемое как Swift J1644+57) было вызвано разрушением звезды главной последовательности черной дырой, масса которой в несколько миллионов раз превышает массу Солнца, [117] [118] [119] хотя Впоследствии утверждалось, что разрушение белого карлика черной дырой с массой примерно в 10 тысяч раз больше Солнца может быть более вероятным. [120]

Механизмы выбросов

Механизм гамма-всплеска

Способ, с помощью которого гамма-всплески преобразуют энергию в излучение, остается плохо изученным, и по состоянию на 2010 год все еще не существовало общепринятой модели того, как происходит этот процесс. [121] Любая успешная модель гамма-всплеска должна объяснять физический процесс генерации гамма-излучения, который соответствует наблюдаемому разнообразию кривых блеска, спектров и других характеристик. [122] Особенно сложной является необходимость объяснить очень высокую эффективность, которая вытекает из некоторых взрывов: некоторые гамма-всплески могут преобразовать до половины (или более) энергии взрыва в гамма-излучение. [123] Ранние наблюдения ярких оптических аналогов GRB 990123 и GRB 080319B , чьи оптические кривые блеска были экстраполяцией спектров гамма-излучения, [87] [124] предположили, что обратное комптоновское рассеяние может быть доминирующим процессом в некоторые события. В этой модели уже существующие фотоны низкой энергии рассеиваются релятивистскими электронами внутри взрыва, значительно увеличивая их энергию и превращая их в гамма-лучи. [125]

Природа более длинноволнового послесвечения (от рентгеновского до радио ), которое следует за гамма-всплесками, теперь понятна лучше. Любая энергия, высвободившаяся в результате взрыва и не излученная в самом взрыве, принимает форму материи или энергии, движущейся наружу почти со скоростью света. Когда эта материя сталкивается с окружающим межзвездным газом , она создает релятивистскую ударную волну , которая затем распространяется вперед в межзвездное пространство. Вторая ударная волна, обратная ударная волна, может распространиться обратно в выброшенное вещество. Чрезвычайно энергичные электроны внутри ударной волны ускоряются сильными локальными магнитными полями и излучают синхротронное излучение в большей части электромагнитного спектра . [126] [127] Эта модель в целом успешно моделирует поведение многих наблюдаемых послесвечений в поздние сроки (обычно от нескольких часов до нескольких дней после взрыва), хотя существуют трудности с объяснением всех особенностей послесвечения очень скоро после гамма-свечения. произошел лучевой всплеск. [128]

Частота возникновения и потенциальное влияние на жизнь

27 октября 2015 года в 22:40 по Гринвичу спутник NASA/ASI/UKSA Swift обнаружил свой тысячный гамма-всплеск (GRB). [129]

Гамма-всплески могут оказывать вредное или разрушительное воздействие на жизнь. Если рассматривать Вселенную в целом, то наиболее безопасной средой для жизни, подобной земной, являются области с самой низкой плотностью на окраинах крупных галактик. Наши знания о типах галактик и их распределении позволяют предположить, что жизнь в том виде, в котором мы ее знаем, может существовать только примерно в 10% всех галактик. Более того, галактики с красным смещением z выше 0,5 непригодны для жизни в том виде, в котором мы ее знаем, из-за более высокого уровня гамма-всплесков и звездной компактности. [130] [131]

Все наблюдаемые на сегодняшний день гамма-всплески произошли далеко за пределами галактики Млечный Путь и были безвредны для Земли. Однако, если гамма-всплеск произойдет внутри Млечного Пути на расстоянии от 5000 до 8000 световых лет [132] и его излучение будет направлено прямо на Землю, последствия могут быть вредными и потенциально разрушительными для ее экосистем . В настоящее время орбитальные спутники обнаруживают в среднем примерно один гамма-всплеск в день. Ближайшим наблюдаемым GRB по состоянию на март 2014 года был GRB 980425 , расположенный на расстоянии 40 мегапарсеков (130 000 000 световых лет) [133] от нас ( z = 0,0085) в карликовой галактике типа SBc. [134] GRB 980425 был гораздо менее энергичным, чем средний GRB, и был связан со сверхновой типа Ib SN 1998bw . [135]

Оценить точную скорость возникновения гамма-всплесков сложно; для галактики примерно такого же размера, как Млечный Путь , оценки ожидаемой скорости (для длительных гамма-всплесков) могут варьироваться от одного всплеска каждые 10 000 лет до одного всплеска каждые 1 000 000 лет. [136] Лишь небольшой процент из них будет направлен на Землю. Оценки частоты возникновения кратковременных гамма-всплесков еще более неопределенны из-за неизвестной степени коллимации, но, вероятно, сопоставимы. [137]

Поскольку считается, что гамма-всплески включают лучевое излучение вдоль двух джетов в противоположных направлениях, только планеты на пути этих джетов будут подвергаться гамма-излучению высокой энергии. [138] GRB сможет испарить в своих лучах все, что находится на расстоянии около 200 световых лет. [139] [140]

Хотя близлежащие гамма-всплески, поражающие Землю разрушительным потоком гамма-лучей, являются лишь гипотетическими событиями, наблюдалось, что высокоэнергетические процессы по всей галактике влияют на атмосферу Земли. [141]

Воздействие на Землю

Атмосфера Земли очень эффективно поглощает электромагнитное излучение высокой энергии, такое как рентгеновские и гамма-лучи, поэтому эти типы излучения не достигнут каких-либо опасных уровней на поверхности во время самого взрыва. Непосредственным воздействием на жизнь на Земле гамма-всплеска в пределах нескольких килопарсеков будет лишь кратковременное увеличение ультрафиолетового излучения на уровне земли, продолжающееся от менее секунды до десятков секунд. Это ультрафиолетовое излучение потенциально может достичь опасных уровней в зависимости от точной природы и расстояния вспышки, но маловероятно, что оно сможет вызвать глобальную катастрофу для жизни на Земле. [142] [143]

Долгосрочные последствия ближайшего взрыва более опасны. Гамма-лучи вызывают химические реакции в атмосфере с участием молекул кислорода и азота , в результате чего сначала образуется оксид азота, а затем газообразный диоксид азота . Оксиды азота вызывают опасные последствия на трех уровнях. Во-первых, они разрушают озоновый слой , причем модели показывают возможное глобальное сокращение на 25–35%, а в некоторых местах — до 75%, и этот эффект будет длиться годами. Этого снижения достаточно, чтобы вызвать опасно повышенный УФ-индекс на поверхности. Во-вторых, оксиды азота вызывают фотохимический смог , который затемняет небо и блокирует часть спектра солнечного света . Это повлияет на фотосинтез , но модели показывают сокращение общего спектра солнечного света лишь примерно на 1%, продолжающееся несколько лет. Однако смог потенциально может оказать охлаждающее воздействие на климат Земли, вызвав «космическую зиму» (похожую на импактную зиму , но без последствий), но только если она произойдет одновременно с глобальной нестабильностью климата. В-третьих, повышенный уровень диоксида азота в атмосфере будет размываться и вызывать кислотные дожди . Азотная кислота токсична для множества организмов, включая амфибий, но модели предсказывают, что она не достигнет уровней, которые могли бы вызвать серьезные глобальные последствия. Нитраты на самом деле могут быть полезны некоторым растениям . [142] [143]

В целом гамма-всплеск размером в несколько килопарсек, энергия которого направлена ​​на Землю, в основном нанесет ущерб жизни, повысив уровень УФ-излучения во время самого взрыва и в течение нескольких лет после него. Модели показывают, что разрушительные последствия этого увеличения могут привести к повреждению ДНК, в 16 раз превышающему нормальный уровень. Оценить последствия этого для наземной экосистемы оказалось затруднительно из-за неопределенности биологических полевых и лабораторных данных. [142] [143]

Гипотетические эффекты на Земле в прошлом

Существует очень большая вероятность (но нет уверенности), что по крайней мере один смертельный GRB произошел за последние 5 миллиардов лет достаточно близко к Земле, чтобы нанести существенный ущерб жизни. Существует 50%-ная вероятность того, что такой смертоносный GRB произошел в пределах двух килопарсеков Земли в течение последних 500 миллионов лет, вызвав одно из крупнейших событий массового вымирания. [144] [12]

Крупное ордовикско-силурийское вымирание, произошедшее 450 миллионов лет назад, могло быть вызвано гамма-всплеском. [10] [145] По оценкам, примерно 20–60% общей биомассы фитопланктона в ордовикских океанах погибло бы в результате гамма-всплесков, поскольку океаны были в основном олиготрофными и прозрачными. [11] Позднеордовикские виды трилобитов , проводившие часть своей жизни в слое планктона у поверхности океана, пострадали гораздо сильнее, чем глубоководные обитатели, которые, как правило, оставались в пределах довольно ограниченных территорий . Это контрастирует с обычной схемой вымирания, когда виды с более широко распространенными популяциями обычно чувствуют себя лучше. Возможное объяснение состоит в том, что трилобиты, оставшиеся в глубокой воде, будут более защищены от повышенного УФ-излучения, связанного с гамма-всплесками. В пользу этой гипотезы также говорит тот факт, что в позднем ордовике виды роющих двустворчатых моллюсков имели меньше шансов вымереть, чем двустворчатые моллюски, жившие на поверхности. [9]

Было высказано предположение, что всплеск углерода-14 774–775 был результатом короткого гамма-всплеска, [146] [147] , хотя еще одна возможность - очень сильная солнечная вспышка . [148]

Кандидаты GRB в Млечном Пути

Иллюстрация короткого гамма-всплеска, вызванного коллапсирующей звездой. [149]

Никаких гамма-всплесков внутри нашей галактики Млечный Путь не наблюдалось [150] , и вопрос о том, происходили ли они когда-либо, остается нерешенным. В свете развивающегося понимания гамма-всплесков и их предшественников в научной литературе регистрируется растущее число местных, прошлых и будущих кандидатов на гамма-всплески. Длительные гамма-всплески связаны со сверхяркими сверхновыми или гиперновыми, и считается, что большинство светящихся голубых переменных (LBV) и быстро вращающихся звезд Вольфа-Райе заканчивают свой жизненный цикл в сверхновых с коллапсом ядра с соответствующим долговременным гамма-всплеском. Однако знания о гамма-всплесках получены из бедных металлами галактик прошлых эпох эволюции Вселенной , и невозможно напрямую экстраполировать их, чтобы охватить более развитые галактики и звездные среды с более высокой металличностью , такие как Млечный Путь. [151] [152] [153]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Заметным исключением является событие 5 марта 1979 года, чрезвычайно яркая вспышка, которая была успешно локализована в остатке сверхновой N49 в Большом Магеллановом Облаке . Это событие теперь интерпретируется как гигантская вспышка магнетара , больше связанная со вспышками SGR , чем с «настоящими» гамма-всплесками.
  2. ^ GRB названы в честь даты их обнаружения: первые две цифры обозначают год, затем следуют двузначный месяц и двухзначный день, а также буква с порядком их обнаружения в этот день. Буква «А» добавляется к названию первого идентифицированного пакета, буква «В» — ко второму и так далее. Для всплесков до 2010 года эта буква добавлялась только в том случае, если в этот день произошло более одного всплеска.
  3. ^ Продолжительность всплеска обычно измеряется T90, продолжительностью периода, в течение которого излучается 90 процентов энергии всплеска. Недавно было показано, что за некоторыми «короткими» гамма-всплесками следует второй, гораздо более продолжительный эпизод излучения, который, будучи включенным в кривую блеска вспышки, приводит к продолжительности T90 до нескольких минут: эти события являются короткими только в буквальном смысле, когда это компонент исключен.

Цитаты

  1. ^ Редди, Фрэнсис (28 марта 2023 г.). «Миссии НАСА изучают, что может быть гамма-всплеском, происходящим раз в 10 000 лет - НАСА». НАСА.gov . Проверено 29 сентября 2023 г.
  2. ^ "Гамма-лучи". НАСА . Архивировано из оригинала 2 мая 2012 г.
  3. ^ Аткинсон, Нэнси (16 апреля 2013 г.). «Новый вид гамма-всплеска очень долговечен». Вселенная сегодня . Проверено 3 января 2022 г.
  4. ^ аб Кувелиоту, 1994 г.
  5. ^ Ведренне и Аттея, 2009 г.
  6. ^ аб Эбботт, BP; и другие. ( Научное сотрудничество LIGO и сотрудничество Virgo ) (16 октября 2017 г.). «GW170817: Наблюдение гравитационных волн от спирали двойной нейтронной звезды». Письма о физических отзывах . 119 (16): 161101. arXiv : 1710.05832 . Бибкод : 2017PhRvL.119p1101A. doi :10.1103/PhysRevLett.119.161101. PMID  29099225. S2CID  217163611.
  7. ↑ Университет штата Аризона (26 июля 2017 г.). «Умирающий взрыв массивной звезды, пойманный телескопами быстрого реагирования». ФизОрг . Проверено 27 июля 2017 г.
  8. ^ Подсядловский 2004 г.
  9. ^ аб Мелотт 2004
  10. ^ Аб Мелотт, Ал. и Томас, Британская Колумбия (2009). «Позднеордовикские географические закономерности вымирания в сравнении с моделированием астрофизического ущерба от ионизирующей радиации». Палеобиология . 35 (3): 311–320. arXiv : 0809.0899 . Бибкод : 2009Pbio...35..311M. дои : 10.1666/0094-8373-35.3.311. S2CID  11942132.
  11. ^ аб Родригес-Лопес, Лиен; Карденас, Роландо; Гонсалес-Родригес, Лисделис; Гимарайс, Майрен; Хорват, Хорхе (24 января 2021 г.). «Влияние галактического гамма-всплеска на океанский планктон». Астрономические заметки . 342 (1–2): 45–48. arXiv : 2011.08433 . Бибкод : 2021AN....342...45R. дои : 10.1002/asna.202113878. S2CID  226975864 . Проверено 21 октября 2022 г.
  12. ^ аб Томас, Брайан С.; Джекман, Чарльз Х.; Мелотт, Адриан Л.; Лэрд, Клод М.; Столарски, Ричард С.; Герелс, Нил; Канниццо, Джон К.; Хоган, Дэниел П. (28 февраля 2005 г.). «Разрушение земного озона из-за гамма-всплеска Млечного Пути». Астрофизический журнал . 622 (2): Л153–Л156. arXiv : astro-ph/0411284 . Бибкод : 2005ApJ...622L.153T. дои : 10.1086/429799. hdl : 2060/20050179464. S2CID  11199820 . Проверено 22 октября 2022 г.
  13. ^ аб Клебесадель RW; Сильный IB; Олсон Р.А. (1973). «Наблюдения гамма-всплесков космического происхождения». Письма астрофизического журнала . 182 : Л85. Бибкод : 1973ApJ...182L..85K. дои : 10.1086/181225.
  14. ^ Херли 2003
  15. ^ Боннелл, JT; Клебесадель, RW (1996). «Краткая история открытия космических гамма-всплесков». Материалы конференции AIP . 384 (1): 977–980. Бибкод : 1996AIPC..384..977B. дои : 10.1063/1.51630.
  16. ^ аб Шиллинг 2002, стр. 12–16.
  17. ^ Клебесадель, RW; и др. (1973). «Наблюдения гамма-всплесков космического происхождения». Астрофизический журнал . 182 :85.
  18. ^ Боннелл, JT; Клебесадель, RW (1996). «Краткая история открытия космических гамма-всплесков». Материалы конференции AIP . 384 : 979. Бибкод : 1996AIPC..384..977B. дои : 10.1063/1.51630.
  19. ^ Миган 1992
  20. ^ ab Vedrenne & Atteia 2009, стр. 16–40.
  21. ^ Шиллинг 2002, стр. 36–37.
  22. ^ Пачинский 1999, с. 6
  23. ^ Пиран 1992
  24. ^ Лэмб 1995
  25. ^ Херли 1986, с. 33
  26. ^ Педерсен 1987
  27. ^ Херли 1992
  28. ^ аб Фишман и Миган, 1995 г.
  29. ^ Пачинский 1993
  30. ^ ван Парадийс, 1997 г.
  31. ^ ab Vedrenne & Atteia 2009, стр. 90–93.
  32. ^ Шиллинг 2002, с. 102
  33. ^ Райхарт 1995 г.
  34. ^ Шиллинг 2002, стр. 118–123.
  35. ^ аб Галама 1998
  36. ^ Рикер 2003
  37. ^ Маккрей 2008
  38. ^ Герелс 2004
  39. ^ Акерлоф 2003
  40. ^ Акерлоф 1999 г.
  41. ^ аб Блум 2009
  42. ^ Редди 2009
  43. ^ Университет Мэриленда (16 октября 2018 г.). «Все в семье: обнаружен родственник источника гравитационных волн. Новые наблюдения показывают, что килоновые звезды – огромные космические взрывы, производящие серебро, золото и платину – могут быть более распространенными, чем предполагалось». ЭврекАлерт! (Пресс-релиз) . Проверено 17 октября 2018 г.
  44. ^ Троя, Э.; и другие. (16 октября 2018 г.). «Светящаяся синяя килоновая звезда и внеосевая струя от компактного слияния двойной пары на z = 0,1341». Природные коммуникации . 9 (4089 (2018)): 4089. arXiv : 1806.10624 . Бибкод : 2018NatCo...9.4089T. дои : 10.1038/s41467-018-06558-7. ПМК 6191439 . ПМИД  30327476. 
  45. ↑ Мохон, Ли (16 октября 2018 г.). «GRB 150101B: дальний родственник GW170817». НАСА . Проверено 17 октября 2018 г.
  46. ↑ Уолл, Майк (17 октября 2018 г.). «Мощная космическая вспышка, вероятно, является еще одним слиянием нейтронной звезды». Space.com . Проверено 17 октября 2018 г.
  47. ^ Верес, П; и другие. (20 ноября 2019 г.). «Наблюдение обратного комптоновского излучения длинного гамма-всплеска». Природа . 575 (7783): 459–463. arXiv : 2006.07251 . Бибкод : 2019Natur.575..459M. дои : 10.1038/s41586-019-1754-6. PMID  31748725. S2CID  208191199.
  48. ^ Коновер, Эмили (21 мая 2021 г.). «Рекордный свет имеет энергию более квадриллиона электронвольт». Новости науки . Проверено 11 мая 2022 г.
  49. ^ Кац 2002, с. 37
  50. ^ Марани 1997
  51. ^ Лазатти 2005 г.
  52. ^ Симич 2005 г.
  53. ^ Хорват 1998
  54. ^ Хаккила 2003
  55. ^ Чаттопадхьяй, 2007 г.
  56. ^ Виргили 2009
  57. ^ «Хаббл запечатлел инфракрасное свечение килоновой вспышки» . Галерея . ЕКА/Хаббл. 5 августа 2013 года . Проверено 14 августа 2013 г.
  58. ^ Ласкар, Танмой; Эскориал, Алисия Руко; Шредер, Женевьева; Фонг, Вэнь-фай; Бергер, Эдо; Верес, Питер; Бхандари, Шивани; Растинежад, Джиллиан; Килпатрик, Чарльз Д.; Тохувавоху, Аарон; Маргутти, Рафаэлла; Александр, Кейт Д.; ДеЛоне, Джеймс; Кеннеа, Джейми А.; Ньюджент, Аня (01 августа 2022 г.). «Первое короткое миллиметровое послесвечение GRB: широкоугольная струя чрезвычайно энергичного SGRB 211106A». Письма астрофизического журнала . 935 (1): Л11. arXiv : 2205.03419 . Бибкод : 2022ApJ...935L..11L. дои : 10.3847/2041-8213/ac8421 . S2CID  248572470.
  59. ^ «На ура: взрывное слияние нейтронных звезд впервые запечатлено в миллиметровом свете» . Национальная радиоастрономическая обсерватория . Проверено 14 августа 2022 г.
  60. ^ «Взрывное слияние нейтронных звезд впервые запечатлено в миллиметровом свете» . news.northwestern.edu . Проверено 14 августа 2022 г.
  61. ^ ab В мгновение ока НАСА помогает разгадать 35-летнюю космическую загадку. НАСА (2005-10-05) Здесь приведена цифра 30%, а также обсуждение послесвечения.
  62. ^ Блум 2006 г.
  63. ^ Хьёрт 2005 г.
  64. ^ Герелс 2005
  65. ^ аб Вусли и Блум, 2006 г.
  66. ^ Ли, Ли-Синь; Пачинский, Богдан (21 сентября 1998 г.). «Переходные события от слияний нейтронных звезд». Астрофизический журнал . 507 (1): L59. arXiv : astro-ph/9807272 . Бибкод : 1998ApJ...507L..59L. дои : 10.1086/311680. ISSN  0004-637X. S2CID  3091361.
  67. ^ Танвир, Северная Каролина; Леван, Эй Джей; Фрухтер, А.С.; Хьорт, Дж.; Хаунселл, РА; Виерсма, К.; Танниклифф, РЛ (2013). «Килонова», связанная с кратковременным гамма-всплеском GRB 130603B». Природа . 500 (7464): 547–549. arXiv : 1306.4971 . Бибкод : 2013Natur.500..547T. дои : 10.1038/nature12505. PMID  23912055. S2CID  205235329.
  68. ↑ Гуглиуччи, Николь (7 августа 2013 г.). «Килонова тревога! Хаббл раскрывает тайну гамма-всплеска». Новости Дискавери . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года . Проверено 22 января 2015 г.
  69. ^ Фредерикс 2008
  70. ^ Херли, 2005 г.
  71. ^ Хьёрт, Йенс; Соллерман, Йеспер; Мёллер, Палле; Финбо, Йохан П.У.; Вусли, Стэн Э.; Кувелиоту, Крисса; Танвир, Ниал Р.; Грейнер, Йохен; Андерсен, Майкл И.; Кастро-Тирадо, Альберто Х.; Кастро Серон, Хосе Мария; Фрухтер, Эндрю С.; Горосабель, Хавьер; Якобссон, Палл; Капер, Лекс (19 июня 2003 г.). «Очень энергичная сверхновая, связанная со вспышкой гамма-излучения 29 марта 2003 г.». Природа . 423 (6942): 847–850. arXiv : astro-ph/0306347 . дои : 10.1038/nature01750. ISSN  0028-0836.
  72. ^ Понтцен и др. 2010 год
  73. ^ Растинежад, Джиллиан С.; Гомпертц, Бенджамин П.; Леван, Эндрю Дж.; Фонг, Вэнь-фай; Николл, Мэтт; Лэмб, Гэвин П.; Малезани, Даниэле Б.; Ньюджент, Аня Э.; Оутс, Саманта Р.; Танвир, Ниал Р.; де Угарте Постиго, Антонио; Килпатрик, Чарльз Д.; Мур, Кристофер Дж.; Мецгер, Брайан Д.; Равазио, Мария Эдвиге (08 декабря 2022 г.). «Килонова после длительного гамма-всплеска на частоте 350 Мпк». Природа . 612 (7939): 223–227. arXiv : 2204.10864 . doi : 10.1038/s41586-022-05390-w. ISSN  0028-0836.
  74. ^ Троя, Э.; Фрайер, CL; О'Коннор, Б.; Райан, Г.; Дикьяра, С.; Кумар, А.; Это на.; Гупта, Р.; Воллагер, RT; Норрис, JP; Каваи, Н.; Батлер, Северная Каролина; Ариан, А.; Мисра, К.; Хосокава, Р. (08 декабря 2022 г.). «Близлежащий длинный гамма-всплеск в результате слияния компактных объектов». Природа . 612 (7939): 228–231. дои : 10.1038/s41586-022-05327-3. ISSN  0028-0836. ПМЦ 9729102 . ПМИД  36477127. 
  75. ^ «Открытие Килоновой бросает вызов нашему пониманию гамма-всплесков» . Обсерватория Джемини . 07.12.2022 . Проверено 11 декабря 2022 г.
  76. ^ Леван, Эндрю Дж.; Малезани, Даниэле Б.; Гомпертц, Бенджамин П.; Ньюджент, Аня Э.; Николл, Мэтт; Оутс, Саманта Р.; Перли, Дэниел А.; Растинежад, Джиллиан; Мецгер, Брайан Д.; Шульце, Стив; Стэнвей, Элизабет Р.; Инкенхааг, Энн; Зафар, Тайяба; Агуи Фернандес, Х. Фелисиано; Краймс, Эшли А. (22 июня 2023 г.). «Длительный гамма-всплеск динамического происхождения из ядра древней галактики». Природная астрономия . 7 (8): 976–985. arXiv : 2303.12912 . дои : 10.1038/s41550-023-01998-8. ISSN  2397-3366.
  77. ^ "GCN - Проспекты - 33410: Наблюдение STIX GRB 230307A с помощью солнечного орбитального аппарата" .
  78. ^ «GCN — Циркуляры — 33412: GRB 230307A: Обнаружение AGILE/MCAL» .
  79. ^ Уодд, Чарли (11 декабря 2023 г.). «Сверхдлинные взрывы бросают вызов нашим теориям космических катаклизмов». Журнал Кванта .
  80. ^ Жандр, Б.; Стратта, Г.; Аттея, JL; Баса, С.; Боэр, М.; Трус, DM; Кутини, С.; д'Элиа, В.; Хауэлл, Э.Дж.; Клотц, А.; Пиро, Л. (2013). «Сверхдлинный гамма-всплеск 111209A: коллапс голубого сверхгиганта?». Астрофизический журнал . 766 (1): 30. arXiv : 1212.2392 . Бибкод : 2013ApJ...766...30G. дои : 10.1088/0004-637X/766/1/30. S2CID  118618287.
  81. ^ аб Грейнер, Йохен; Маццали, Паоло А.; Канн, Д. Александр; Крюлер, Томас; Пиан, Елена; Прентис, Саймон; Оливарес Э., Фелипе; Росси, Андреа; Клозе, Сильвио; Таубенбергер, Стефан; Кнуст, Фабиан; Афонсу, Пауло MJ; Эшалл, Крис; Болмер, Ян; Дельво, Корантен; Диль, Роланд; Эллиотт, Джонатан; Филгас, Роберт; Финбо, Йохан П.У.; Грэм, Джон Ф.; Гельбензу, Ана Никуэса; Кобаяши, Сихо; Лелудас, Гиоргос; Савальо, Сандра; Шади, Патрисия; Шмидл, Себастьян; Швайер, Тассило; Судиловский Владимир; Танга, Мохит; и другие. (08.07.2015). «Очень яркая сверхновая, работающая на магнитаре, связанная со сверхдлинным всплеском гамма-излучения». Природа . 523 (7559): 189–192. arXiv : 1509.03279 . Бибкод : 2015Natur.523..189G. дои : 10.1038/nature14579. PMID  26156372. S2CID  4464998.
  82. ^ abc Леван, AJ; Танвир, Северная Каролина; Старлинг, RLC; Виерсма, К.; Пейдж, КЛ; Перли, Д.А.; Шульце, С.; Винн, Джорджия; Чорнок, Р.; Хьорт, Дж.; Ценко, С.Б.; Фрухтер, А.С.; О'Брайен, ПТ; Браун, GC; Танниклифф, РЛ; Малесани, Д.; Якобссон, П.; Уотсон, Д.; Бергер, Э.; Берсье, Д.; Кобб, Британская Колумбия; Ковино, С.; Куччиара, А.; де Угарте Постиго, А.; Фокс, Д.Б.; Гал-Ям, А.; Гольдони, П.; Горосабел, Дж.; Капер, Л.; и другие. (2014). «Новая популяция сверхдлительных гамма-всплесков». Астрофизический журнал . 781 (1): 13. arXiv : 1302.2352 . Бибкод : 2014ApJ...781...13L. дои : 10.1088/0004-637x/781/1/13. S2CID  24657235.
  83. ^ Иока, Кунихито; Хотокезака, Кента; Пиран, Цви (12 декабря 2016 г.). «Вызваны ли сверхдлинные гамма-всплески коллапсарами синих сверхгигантов, новорожденными магнетарами или приливными разрушениями белых карликов?». Астрофизический журнал . 833 (1): 110. arXiv : 1608.02938 . Бибкод : 2016ApJ...833..110I. дои : 10.3847/1538-4357/833/1/110 . S2CID  118629696.
  84. ^ Бур, Мишель; Жандр, Брюс; Стратта, Джулия (2013). «Различны ли сверхдлинные гамма-всплески?». Астрофизический журнал . 800 (1): 16. arXiv : 1310.4944 . Бибкод : 2015ApJ...800...16B. дои : 10.1088/0004-637X/800/1/16. S2CID  118655406.
  85. ^ Виргили, Ф.Дж.; Манделл, CG; Пальшин, В.; Гуидорзи, К.; Маргутти, Р.; Меландри, А.; Харрисон, Р.; Кобаяши, С.; Чорнок, Р.; Хенден, А.; Апдайк, AC; Ценко, С.Б.; Танвир, Северная Каролина; Стил, Айова; Куччиара, А.; Гомбок, А.; Леван, А.; Кано, З.; Моттрам, CJ; Клэй, Северная Каролина; Берсье, Д.; Копач, Д.; Джапель, Дж.; Филиппенко А.В.; Ли, В.; Свинкин Д.; Голенецкий, С.; Хартманн, Д.Х.; Милн, Пенсильвания; и другие. (2013). «Grb 091024A и природа сверхдлинных гамма-всплесков». Астрофизический журнал . 778 (1): 54. arXiv : 1310.0313 . Бибкод : 2013ApJ...778...54В. дои : 10.1088/0004-637X/778/1/54. S2CID  119023750.
  86. ^ Чжан, Бин-Бин; Чжан, Бин; Мурасе, Кохта; Коннотон, Валери; Бриггс, Майкл С. (2014). «Как долго длится взрыв?». Астрофизический журнал . 787 (1): 66. arXiv : 1310.2540 . Бибкод : 2014ApJ...787...66Z. дои : 10.1088/0004-637X/787/1/66. S2CID  56273013.
  87. ^ аб Ракусин 2008 г.
  88. ^ Рыкофф 2009
  89. ^ Абдо 2009
  90. ^ Дерели-Беге, Хюсне; Пеер, Асаф; Райд, Феликс; Оутс, Саманта Р.; Чжан, Бин; Дайнотти, Мария Г. (24 сентября 2022 г.). «Ветровая обстановка и десятки факторов Лоренца объясняют рентгеновское плато гамма-всплесков». Природные коммуникации . 13 (1): 5611. arXiv : 2207.11066 . Бибкод : 2022NatCo..13.5611D. дои : 10.1038/s41467-022-32881-1. ISSN  2041-1723. ПМЦ 9509382 . ПМИД  36153328. 
  91. ^ Пеэр, Асаф (2019). «Плазма в гамма-всплесках: ускорение частиц, магнитные поля, радиационные процессы и окружающая среда». Галактики . 7 (1): 33. arXiv : 1902.02562 . Бибкод : 2019Galax...7...33P. дои : 10.3390/galaxies7010033 . ISSN  2075-4434.
  92. ^ Хаккила, Джон; Немиров, Роберт (23 сентября 2019 г.). «Характеристики кривой блеска гамма-всплеска, обращенные во времени, как переходы между подсветовым и сверхсветовым движением». Астрофизический журнал . 883 (1): 70. arXiv : 1908.07306 . Бибкод : 2019ApJ...883...70H. дои : 10.3847/1538-4357/ab3bdf . ISSN  0004-637X.
  93. ^ Ратнер, Пол (25 сентября 2019 г.). «Астрофизики: струи гамма-излучения превышают скорость света». Большое Думай . Проверено 11 октября 2023 г.
  94. ^ Сигел, Итан (05.10.2019). «Спросите Итана: могут ли гамма-джеты действительно двигаться быстрее скорости света?». Форбс . Проверено 11 октября 2023 г.
  95. ^ Сари 1999 г.
  96. ^ Берроуз 2006
  97. ^ ab Frail 2001
  98. ^ Маццали 2005 г.
  99. ^ Хрупкий 2000 г.
  100. ^ Биллингс, Ли (20 ноября 2019 г.). «Рекордные гамма-лучи раскрывают тайны самых мощных взрывов во Вселенной». Научный американец . Проверено 17 сентября 2023 г.
  101. ^ Чой, Чарльз К. (20 ноября 2019 г.). «Самые мощные взрывы во Вселенной излучают гораздо больше энергии, чем кто-либо думал». Space.com . Проверено 17 сентября 2023 г.
  102. ^ аб Прочаска 2006
  103. ^ Уотсон 2006 г.
  104. ^ Группа 2006 г.
  105. ^ Макфадьен 1999
  106. ^ Чжан, Бин; Месарош, Питер (1 мая 2001 г.). «Послесвечение гамма-всплеска с непрерывным впрыском энергии: признак сильно намагниченного миллисекундного пульсара». Письма астрофизического журнала . 552 (1): L35–L38. arXiv : astro-ph/0011133 . Бибкод : 2001ApJ...552L..35Z. дои : 10.1086/320255. S2CID  18660804.
  107. ^ Троя, Э.; Кусумано, Г.; О'Брайен, ПТ; Чжан, Б.; Сбаруфетти, Б.; Мангано, В.; Уиллингейл, Р.; Чинкарини, Г.; Осборн, JP (1 августа 2007 г.). «Быстрые наблюдения GRB 070110: необычайное рентгеновское послесвечение, созданное центральным двигателем». Астрофизический журнал . 665 (1): 599–607. arXiv : astro-ph/0702220 . Бибкод : 2007ApJ...665..599T. дои : 10.1086/519450. S2CID  14317593.
  108. ^ Коса 2008 г.
  109. ^ Станек 2006 г.
  110. ^ Эбботт 2007
  111. ^ Кочанек 1993
  112. ^ Виетри 1998 г.
  113. ^ Макфадьен, 2006 г.
  114. ↑ Блинников 1984.
  115. ^ Клайн 1996
  116. ^ Винтерберг, Фридвардт (29 августа 2001 г.). «Гамма-барстеры и лоренцева теория относительности». З. Натурфорш 56а: 889–892.
  117. ^ Ежедневная газета науки, 2011 г.
  118. ^ Леван 2011 г.
  119. ^ Блум 2011 г.
  120. ^ Кролик и Пиран 11
  121. ^ Стерн 2007
  122. ^ Фишман, Г. 1995.
  123. ^ Фан и Пиран, 2006 г.
  124. ^ Лян, EP; Крайдер, А.; Бетчер, М.; Смит, Айова (29 марта 1999 г.). «GRB990123: Аргументы в пользу насыщенной комптонизации». Астрофизический журнал . 519 (1): Л21–Л24. arXiv : astro-ph/9903438 . Бибкод : 1999ApJ...519L..21L. дои : 10.1086/312100. S2CID  16005521.
  125. ^ Возняк 2009 г.
  126. ^ Месарош 1997
  127. ^ Сари 1998 г.
  128. ^ Нусек 2006
  129. ^ "Телескопы ESO наблюдают тысячный гамма-всплеск спутника Swift" . 6 ноября 2015 г. Проверено 9 ноября 2015 г.
  130. ^ Пиран, Цви; Хименес, Рауль (5 декабря 2014 г.). «Возможная роль гамма-всплесков в вымирании жизни во Вселенной». Письма о физических отзывах . 113 (23): 231102. arXiv : 1409.2506 . Бибкод : 2014PhRvL.113w1102P. doi : 10.1103/PhysRevLett.113.231102. PMID  25526110. S2CID  43491624.
  131. ^ Ширбер, Майкл (8 декабря 2014 г.). «В фокусе: гамма-всплески определяют потенциальные места существования жизни». Физика . 7 : 124. дои : 10.1103/Физика.7.124.
  132. ↑ Каин, Фрейзер (12 января 2015 г.). «Опасны ли гамма-всплески?».
  133. ^ Содерберг, AM ; Кулкарни, СР; Бергер, Э.; Фокс, Д.В.; Сако, М.; Фрайл, Д.А.; Гал-Ям, А.; Луна, ДС; Ценко, С.Б.; Йост, SA; Филлипс, ММ; Перссон, SE; Фридман, WL; Вятт, П.; Джаявардхана, Р.; Полсон, Д. (2004). «Субэнергетический гамма-всплеск GRB 031203 как космический аналог близлежащего GRB 980425». Природа . 430 (7000): 648–650. arXiv : astro-ph/0408096 . Бибкод : 2004Natur.430..648S. дои : 10.1038/nature02757. hdl : 2027.42/62961. PMID  15295592. S2CID  4363027.
  134. ^ Ле Флок, Э.; Чармандарис, В.; Гордон, К.; Форрест, штат Вашингтон; Брандл, Б.; Шерер, Д.; Десож-Завадский, М.; Армус, Л. (2011). «Первое инфракрасное исследование ближайшего окружения длительного гамма-всплеска». Астрофизический журнал . 746 (1): 7. arXiv : 1111.1234 . Бибкод : 2012ApJ...746....7L. дои : 10.1088/0004-637X/746/1/7. S2CID  51474244.
  135. ^ Киппен, РМ; Бриггс, Миссисипи; Коммерс, Дж. М.; Кувелиоту, К.; Херли, К.; Робинсон, ЧР; Ван Парадийс, Дж.; Хартманн, Д.Х.; Галама, Ти Джей; Врисвейк, премьер-министр (октябрь 1998 г.). «О связи гамма-всплесков со сверхновыми». Астрофизический журнал . 506 (1): Л27–Л30. arXiv : astro-ph/9806364 . Бибкод : 1998ApJ...506L..27K. дои : 10.1086/311634. S2CID  2677824.
  136. ^ Морель, Ребекка (21 января 2013 г.). «Гамма-всплеск« поразил Землю в 8 веке »». Новости BBC . Проверено 21 января 2013 г.
  137. ^ Гетта и Пиран 2006 г.
  138. ^ Валлийский, Дженнифер (10 июля 2011 г.). «Могут ли гамма-всплески уничтожить жизнь на Земле?». МСН . Проверено 27 октября 2011 г.
  139. ^ «Гамма-всплески: мы в безопасности?». www.esa.int . 17 сентября 2003 г. Проверено 17 сентября 2023 г.
  140. ^ Линкольн, Дон (6 июня 2023 г.). «Ученые изучают, как смертоносные гамма-всплески могут стерилизовать или испарять Землю». Большое Думай . Проверено 17 сентября 2023 г.
  141. ^ «Всплеск космической энергии нарушает атмосферу Земли». Наука НАСА . 29 сентября 1998 г.
  142. ^ abc Томас, Британская Колумбия (2009). «Гамма-всплески как угроза жизни на Земле». Международный журнал астробиологии . 8 (3): 183–186. arXiv : 0903.4710 . Бибкод : 2009IJAsB...8..183T. дои : 10.1017/S1473550409004509. S2CID  118579150.
  143. ^ abc Мартин, Осмель; Карденас, Роландо; Гимарайс, Майрен; Пеньяте, Люба; Хорват, Хорхе; Галанте, Дуглас (2010). «Последствия гамма-всплесков в биосфере Земли». Астрофизика и космическая наука . 326 (1): 61–67. arXiv : 0911.2196 . Бибкод : 2010Ap&SS.326...61M. дои : 10.1007/s10509-009-0211-7. S2CID  15141366.
  144. ^ Пиран, Цви; Хименес, Рауль (5 декабря 2014 г.). «Возможная роль гамма-всплесков в вымирании жизни во Вселенной». Письма о физических отзывах . 113 (23): 231102. arXiv : 1409.2506 . Бибкод : 2014PhRvL.113w1102P. doi : 10.1103/PhysRevLett.113.231102. hdl : 2445/133018. PMID  25526110. S2CID  43491624.
  145. ^ Томас, Брайан С.; Мелотт, Адриан Льюис; Джекман, Чарльз Х.; Лэрд, Клод М.; Медведев Михаил В.; Столарски, Ричард С.; Герелс, Нил; Канниццо, Джон К.; Хоган, Дэниел П.; Эйзак, Лариса М. (20 ноября 2005 г.). «Гамма-всплески и Земля: исследование атмосферных, биологических, климатических и биогеохимических эффектов». Астрофизический журнал . 634 (1): 509–533. arXiv : astro-ph/0505472 . Бибкод : 2005ApJ...634..509T. дои : 10.1086/496914. S2CID  2046052 . Проверено 22 октября 2022 г.
  146. ^ Павлов, А.К.; Блинов А.В.; Константинов А.Н.; и другие. (2013). «Импульс образования космогенных радионуклидов в 775 году нашей эры как отпечаток галактического гамма-всплеска». Пн. Нет. Р. Астрон. Соц . 435 (4): 2878–2884. arXiv : 1308.1272 . Бибкод : 2013MNRAS.435.2878P. doi : 10.1093/mnras/stt1468. S2CID  118638711.
  147. ^ Хамбарян, В.В.; Нойхаузер, Р. (2013). «Короткий галактический гамма-всплеск как причина пика 14 C в 774/5 году нашей эры». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 430 (1): 32–36. arXiv : 1211.2584 . Бибкод : 2013MNRAS.430...32H. doi : 10.1093/mnras/sts378. S2CID  765056.
  148. ^ Мехальди; и другие. (2015). «Мультирадионуклидные доказательства солнечного происхождения событий космических лучей ᴀᴅ 774/5 и 993/4». Природные коммуникации . 6 : 8611. Бибкод : 2015NatCo...6.8611M. doi : 10.1038/ncomms9611. ПМЦ 4639793 . ПМИД  26497389. 
  149. ^ «Иллюстрация короткого гамма-всплеска, вызванного коллапсирующей звездой». 26 июля 2021 г. . Проверено 3 августа 2021 г.
  150. ↑ Лорен Фьюдж (20 ноября 2018 г.). «Звезда Млечного Пути станет сверхновой». Космос . Проверено 7 апреля 2019 г.
  151. ^ Винк Дж.С. (2013). «Прародители гамма-всплесков и популяция вращающихся звезд Вольфа-Райе». Филос Транс Роял Сок А. 371 (1992): 20120237. Бибкод : 2013RSPTA.37120237V. дои : 10.1098/rsta.2012.0237 . ПМИД  23630373.
  152. ^ ЮХ. Чу; Ч.Ч. Чен; СП. Лай (2001). «Сверхсветящиеся остатки сверхновых». В Марио Ливио; Нино Панагия; Кайлаш Саху (ред.). Сверхновые и гамма-всплески: величайшие взрывы со времен Большого взрыва . Издательство Кембриджского университета. п. 135. ИСБН 978-0-521-79141-0.
  153. ^ Ван Ден Хеувел, EPJ; Юн, С.-К. (2007). «Прародители длинных гамма-всплесков: граничные условия и бинарные модели». Астрофизика и космическая наука . 311 (1–3): 177–183. arXiv : 0704.0659 . Бибкод : 2007Ap&SS.311..177V. дои : 10.1007/s10509-007-9583-8. S2CID  38670919.

Рекомендации

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Места миссий GRB
Последующие программы GRB