Космічний телескоп NASA дослідив, ймовірно, найпотужніший вибух з часів Великого вибуху, виявивши досі невідому особливість, що може бути результатом анігіляції частинок матерії та антиматерії – взаємодії, під час якої елементарні частинки та античастинки перетворюються в інші форми матерії.
Цей процес міг відбуватися на швидкості 99,9% від швидкості світла, повідомляє Space з посиланням на дослідження, опубліковане в науковому журналі Science.
Гамма-спалах (GRB), позначений як GRB 221009A, був зафіксований телескопом Фермі та обсерваторією Ніла Герелса Свіфта 9 жовтня 2022 року. Його назвали “Brightest Of All Time” (“Найяскравіший за всі часи”) або “BOAT”.
“Немає сумнівів, що цей вибух є найяскравішим з усіх, які ми коли-небудь бачили, в 10 і більше разів”, – зазначив Вень-Фай Фонг, один з першовідкривачів BOAT.
Вчені вважають, що спалах викликав вибух наднової, який супроводжував загибель і колапс масивної зірки, розташованої на відстані близько 2,4 мільйона світлових років від Землі, ймовірно, залишивши по собі чорну діру.
Перший гамма-спалах був зафіксований у 1967 році американськими супутниками Vela і офіційно задокументований двома роками пізніше. Відкриття стало відомим громадськості в 1973 році.
З того часу вчені виявили безліч GRB, встановивши, що ці короткі спалахи світла є найпотужнішими вибухами у відомому Всесвіті.
Астрономи також виявили галактику з подвійним центром, яка має дві чорні діри. Найпоширеніший тип GRB виникає, коли зорі з масою, принаймні у вісім разів більшою за масу Сонця, вичерпують паливо для ядерного синтезу. Це призводить до колапсу їхніх ядер і створення чорної діри, яка спрямовує матерію до своїх полюсів, виштовхуючи її у вигляді потоків, що рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Коли ці потоки спрямовані прямо на Землю, вони сприймаються як гамма-спалахи.
GRB настільки потужні, що якби один з них стався на відстані кількох тисяч світлових років від Землі, він міг би знищити життя на нашій планеті, порушивши або зруйнувавши атмосферу.
Вчені встановили, що подібні потужні події, як BOAT, відбуваються в небі над Землею лише раз на 10 тисяч років. Хоча BOAT стався на відстані 2,4 мільярда світлових років, він все ж вплинув на атмосферу Землі.
9 жовтня 2022 року гамма-випромінювання від BOAT наситило більшість гамма-детекторів на орбіті, зокрема на борту Фермі, що завадило виміряти справжню потужність вибуху в найінтенсивніший момент. Приблизно через п’ять хвилин після виявлення, BOAT став достатньо тьмяним, щоб телескоп знову зміг його побачити.
Вчені помітили цікаву особливість у його світлі, яку назвали “ймовірною лінією випромінювання”. Коли світло проходить крізь матерію, на ньому залишаються “відбитки” поглинання і випромінювання, що дозволяє вченим визначити хімічний склад об’єктів, з якими воно взаємодіяло.
Телескоп Фермі зафіксував лінію випромінювання від BOAT, яка тривала близько 40 секунд і досягла пікової енергії 12 мільйонів електронвольт. Для порівняння, енергія видимого світла становить лише від 2 до 3 електронвольт.
Кожна частинка матерії має свого “двійника” з антиматерії, і коли вони зустрічаються, відбувається анігіляція, вивільняючи енергію назад у Всесвіт. Можливо, що спектральна особливість, яку команда побачила в BOAT, походить від анігіляції електронів та їхніх еквівалентів антиматерії – позитронів.
“Коли електрон і позитрон стикаються, вони анігілюють, виробляючи пару гамма-променів з енергією 0,511 МеВ. Оскільки ми досліджуємо струмінь, де матерія рухається зі швидкістю, близькою до швидкості світла, це випромінювання сильно зміщується і переходить до набагато вищих енергій”, – зазначив Гор Оганесян з Наукового інституту Гран-Сассо.
Якщо вчені мають рацію, частинки повинні були рухатися зі швидкістю близько 99,9% від швидкості світла перед тим, як анігілювати.
Це відкриття може допомогти вченим краще зрозуміти, як влаштовані ці потоки.
