Очень высокоэнергетическое гамма-излучение с энергией свыше 10 ТэВ от GRB 221009A
Астрономы из коллаборации LHAASO обнаружили, что прошлогодний гамма-всплеск GRB 221009A, впоследствии получивший прозвище «Самый яркий за все время» (BOAT), нес с собой 13 тераэлектронвольт энергии. В своем исследовании, о котором сообщается в журнале Science Advances, группа проанализировала данные детектора LHAASO-KM2A, расположенного в провинции Сычуань, Китай.
Кривая блеска и карта значимости GRB 221009A, полученная KM2A.
( A ) Кривая блеска гамма-излучения, полученная KM2A с каждым интервалом времени 10 с. Черная кривая указывает события из углового конуса с центром в гамма-всплеске, а синяя кривая указывает количество событий, связанных с фоном космических лучей, оцененным по 20 аналогичным угловым конусам в направлениях от источника с тем же зенитным углом. Серые пунктирные линии указывают времена пиков многоимпульсного излучения, наблюдаемого GECAM-C в МэВ-диапазоне. Зелеными пунктирными линиями показаны времена Т 0 + 230 с, Т 0 + 300 с и Т 0 + 900 с. Розовые точки обозначают энергию, отмеченную правой меткой, и время прихода каждого события.
( B ) Карта значимости GRB 221009A, наблюдаемая KM2A. Знак плюс и соответствующая длина обозначают положение и ошибку, определенные KM2A. Черный кружок обозначает положение гамма-всплеска, о котором сообщил Fermi-LAT. Белый кружок показывает размер PSF, который содержит 68% событий.
Фото: Достижения науки (2023 г.). DOI: 10.1126/sciadv.adj2778.
Гамма-всплески приводят к самым ярким взрывам, наблюдаемым с Земли, и существует множество теорий относительно их происхождения. Некоторые предполагают, что они вызваны столкновениями нейтронных звезд; другие предполагают, что они происходят из-за слияния нейтронных звезд и черных дыр или коллапса массивной звезды в черную дыру.
В любом случае теории об их яркости основаны на их послесвечении. Быстро движущийся материал сталкивается, генерируя ударные волны, которые ускоряют электроны, которые в дальнейшем сталкиваются, что приводит к образованию гамма-лучей высокой энергии. Результатом являются обнаруженные самые яркие взрывы.
Предыдущие исследования показали, что до GRB 221009A уровни энергии гамма-всплесков были около половины тераэлектронвольта или меньше. Таким образом, когда GRB 221009A был обнаружен 9 октября 2022 года телескопом Gemini South в Чили, сообщество наблюдателей за звездами обратило на это внимание. Вскоре после этого было обнаружено, что всплеск произошел примерно в 2,4 миллиарда световых лет от Земли и длился в 70 раз дольше, чем любой другой зарегистрированный гамма-всплеск . Исследователи со всего мира описывают это как событие, происходящее 1 раз в 10 000 лет.
На данный момент LHAASO Collaboration обнаружили, что звезда, участвовавшая в его создании, была примерно в 20 раз больше Солнца, и ее вспышка длилась несколько сотен секунд. Они также обнаружили, что более 140 гамма-лучей во время вспышки имели энергию более 3 тераэлектронвольт.
Они также обнаружили доказательства того, что послесвечение всплеска длилось дольше, чем можно объяснить теориями, описывающими, как должны вести себя гамма-всплески.