Рекордный гамма-всплеск, возможно, самый мощный из когда-либо зарегистрированных
Рано утром сегодня, 14 октября 2022 года, астрономы с помощью телескопа Gemini South в Чили, которым управляет NOIRLab NSF, наблюдали беспрецедентные последствия одного из самых мощных когда-либо зарегистрированных взрывов — гамма-всплеска GRB221009A. Это рекордное событие, которое впервые было обнаружено 9 октября 2022 года с помощью орбитальных рентгеновских и гамма-телескопов, произошло на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от Земли и, вероятно, было вызвано взрывом сверхновой, породившим черную дыру.
Благодаря быстрой реакции наблюдателей и персонала были проведены почти одновременные наблюдения GRB221009A с Юга Близнецов в Чили. Изображение представляет собой комбинацию 4 экспозиций в I, J, H, K с помощью двух инструментов, сделанных утром в пятницу, 14 октября 2022 года. Предоставлено: Международная обсерватория Близнецов/NOIRLab/NSF/AURA/B. О'Коннор (UMD/GWU) и Дж. Растинежад и В. Фонг (Северо-Западный университет) Обработка изображения: ректор TA (Университет Аляски в Анкоридже/NOIRLab NSF), М. Замани и Д. де Мартин (NOIRLab NSF)
Гигантский космический взрыв вызвал всплеск активности астрономов всего мира, которые стремились изучить последствия одного из ближайших и, возможно, самого мощного гамма-всплеска (GRB) из когда-либо наблюдавшихся. Только что опубликованные наблюдения двух независимых групп с использованием телескопа Gemini South в Чили — одного из телескопов-близнецов Международной обсерватории Джемини, управляемой NOIRLab Национального научного фонда, — нацелились на яркие светящиеся остатки взрыва, который, вероятно, предвещал рождение сверхновой звезды.
Всплеск, идентифицированный как GRB 221009A, произошел примерно в 2,4 миллиардах световых лет от нас в направлении созвездия Стрелы. Впервые он был обнаружен утром 9 октября с помощью космических телескопов рентгеновского и гамма-излучения, в том числе космического гамма-телескопа Ферми НАСА, обсерватории Нила Герелса Свифта и космического корабля Ветер.
Поскольку молва об этом обнаружении быстро распространилась, две группы астрономов тесно сотрудничали с персоналом Gemini South, чтобы получить самые ранние наблюдения послесвечения этого исторического взрыва.
Рано утром в пятницу, 14 октября, две независимые группы наблюдателей во главе с аспирантами Бренданом О'Коннором (Университет Мэриленда/Университет Джорджа Вашингтона) и Джиллиан Растинежад (Северо-Западный университет) провели два наблюдения за получением изображений Rapid Target of Opportunity). Наблюдения происходили с интервалом в несколько минут. В первом наблюдении использовался прибор FLAMINGOS-2, спектрограф ближнего инфракрасного диапазона. В другом наблюдении использовался многообъектный спектрограф Gemini (GMOS).
Теперь у команд есть доступ к обоим наборам данных для анализа этого энергичного и развивающегося события.
«Исключительно длинный гамма-всплеск 221009A — самый яркий из когда-либо зарегистрированных гамма-всплесков, а его послесвечение бьет все рекорды на всех длинах волн», — сказал О'Коннор. «Поскольку этот взрыв такой яркий и близкий, мы думаем, что это выпадающая раз в столетие возможность ответить на некоторые из самых фундаментальных вопросов, касающихся этих взрывов, от образования черных дыр до испытаний моделей темной материи».
Благодаря быстрой реакции наблюдателей и персонала в сочетании с использованием Дискреционного времени Gemini Director и эффективного программного обеспечения для обработки данных, такого как DRAGONS "FIRE" (Fast Initial Reduction Engine) от Gemini, это изображение было быстро получено вскоре после наблюдений.
«Гибкость и отзывчивость инфраструктуры и персонала Gemini являются отличительными чертами нашей обсерватории и сделали наши телескопы незаменимыми ресурсами для астрономов, изучающих переходные процессы», — сказала главный научный сотрудник Gemini Дженис Ли.
Связь с коллегами-астрономами уже установлена через сеть координат гамма-излучения НАСА, архив которой сейчас пополняется отчетами со всего мира. Астрономы считают, что это представляет собой коллапс звезды, во много раз превышающей массу нашего Солнца, что, в свою очередь, запускает чрезвычайно мощную сверхновую и рождает черную дыру в 2,4 миллиарда световых лет от Земли.
«В нашей исследовательской группе мы называем этот всплеск «ЛОДКОЙ» или «Самым ярким из всех времен», потому что, когда вы смотрите на тысячи вспышек, которые гамма-телескопы обнаруживают с 1990-х годов, этот всплеск стоит особняком. ", - сказал Растинежад. «Чувствительность Gemini и разнообразный набор инструментов помогут нам наблюдать за оптическими аналогами GRB221009A в гораздо более поздние времена, чем может наблюдать большинство наземных телескопов. Это поможет нам понять, что сделало этот гамма-всплеск таким уникальным ярким и энергичным».
Когда образуются черные дыры, они запускают мощные струи частиц, которые разгоняются почти до скорости света. Затем эти струи пробивают то, что осталось от звезды-прародителя, испуская рентгеновские и гамма-лучи, устремляясь в космос. Если эти джеты направить в общем направлении Земли, то они наблюдаются как яркие вспышки рентгеновского и гамма-излучения.
Другой такой яркий гамма- всплеск может не появиться в течение десятилетий или даже столетий, и дело все еще развивается. Следует отметить и другие необычные сообщения о возмущениях в ионосфере Земли, влияющих на длинноволновые радиопередачи из-за энергетического излучения события GRB221009A. Ученые также задаются вопросом, как фотоны очень высокой энергии с энергией 18 ТэВ (тераэлектронвольт) , наблюдаемые с помощью Китайской большой высотной обсерватории с воздушными ливнями, могут бросить вызов нашему стандартному пониманию физики и пережить свое 2,4-миллиардное путешествие на Землю.
Это событие, из-за его относительной близости к Земле, также является уникальной возможностью лучше понять происхождение элементов тяжелее железа и все ли они происходят исключительно в результате слияния нейтронных звезд или также в результате коллапса звезд, которые вызывают гамма-всплески.
«Наблюдения Gemini позволят нам в полной мере использовать это близкое событие и искать сигнатуры тяжелых элементов, образовавшихся и выброшенных в результате коллапса массивной звезды», — сказал О'Коннор.
