Самая сильная радиация во вселенной
Гамма-всплески являются самыми сильными и яркими взрывами во вселенной, которые, как считается, генерируются во время образования черных дыр. Хотя гамма-всплески длятся всего несколько секунд, они производят столько энергии, сколько излучает солнце за все 10 миллиардов лет своего существования.
Загадочные явления были впервые обнаружены в 1967 году спутником ВВС США под названием Vela. По данным НАСА, зонд был разработан для наблюдения за секретными советскими ядерными испытаниями, но в итоге он обнаружил ослепительные гамма-лучи — самое мощное электромагнитное излучение — пришедшее к нам из-за пределов Солнечной системы. Когда такое событие произошло, оно ненадолго стало самым ярким объектом гамма-излучения в наблюдаемой вселенной.
Лишь в 1991 году астрономы запустили Комптоновскую гамма-обсерваторию, которая фиксировала примерно один новый всплеск гамма-излучения в день. Инструмент BATSE обнаружил, что гамма-всплески были распределены равномерно по небу, что означает, что они происходят повсюду в космосе. BATSE также показал, что существует два типа гамма-всплесков с разными сигнатурами: те, которые длились от 2 до 30 секунд, и те, которые мигали менее 2 секунд.
С тех пор исследователи узнали намного больше о гамма-всплесках, разработав сеть спутников быстрого реагирования и наземных обсерваторий, которые все нацеливаются на гамма-всплеске, как только он фиксируется. Эта сеть предоставила данные, показывающие, что гамма-всплески расположены в галактиках на расстоянии миллиардов световых лет и что после первоначальной гамма-вспышки источник вспышки производит послесвечение на менее энергичных длинах волн.
Откуда происходят гамма-всплески?
Обнаружено, что более долгоживущие версии гамма-всплесков связаны с сверхмощными сверхновыми, называемыми гиперновая, которые возникают, когда звезды в пять-десять раз больше массы нашего Солнца заканчивают свою жизнь и превращаясь в черные дыры. Гиперновые звезды в 100 раз ярче, чем типичные сверхновые, и, как полагают, они образуются из звезд, которые вращаются особенно быстро или обладают особенно сильным магнитным полем, придающим дополнительную энергию.
Но кратковременные гамма-всплески, которые составляют 30% таких событий, оставались загадкой до 2005 года, главным образом потому, что они слишком быстры и мимолетны для последующих наблюдений. После запуска в 2004 году НАСА обсерватории SWIFT она наконец смогла записать достаточно данных, чтобы увидеть послесвечение короткоживущих гамма-всплесков и выяснить, что они, вероятно, были отправлены от двух сверхплотных нейтронных звезд, столкнувшихся и образовавших черную дыру, или когда черная дыра съела нейтронную звезду.
Такие вспышки настолько сильны, что они создают рябь в ткани пространства-времени, называемой гравитационными волнами. Теперь, когда исследователи запустили лазерно-интерферометрическую гравитационно-волновую обсерваторию (LIGO), которая может обнаруживать гравитационные волны от этих столкновений, мы сможем собрать еще больше информации о процессах, лежащих в основе короткоживущих гамма-всплесков.
Есть еще много неизвестного о гамма-всплесках. Недавние наблюдения показали, что все фотоны, излучаемые гамма-всплесками, колеблются в одном и том же направлении, но по какой-то причине направление меняется со временем. «Что это может быть, мы действительно не знаем», — заявил после открытия в 2019 году Мерлин Коле, ученый из Женевского университета в Швейцарии и один из ведущих исследования.
Гамма-всплески также, кажется, фокусируют свою энергию в узком луче, а не излучают ее одинаково во всех направлениях, что означает, что наши спутники пропускают многие из них. По оценкам астрономов, хотя спутники обнаруживают около одного гамма-всплеска в день, но за день их происходит около 500.
До сих пор гамма-всплески были обнаружены только в отдаленных галактиках. Однако, возможно, что это произойдет в нашей галактике — Млечный Путь.
Вымирание в ордовикском периоде — одно из пяти крупных событий вымирания в истории нашей планеты — произошло около 450 миллионов лет назад и могло быть вызвано ледниковым периодом, вызванным гамма-всплеском. Если бы вблизи Земли произошел новый гамма-всплеск, он лишил бы нас защитного озонового слой и подверг бы всю жизнь смертельному ультрафиолетовому излучению. Таким образом, ученые согласны с тем, что не наблюдают всплесков в нашей домашней галактике.
Источник
Ученые обнаружили самую яркую вспышку во Вселенной
Ни для кого из нас не секрет, что в космосе постоянно происходят разные события. Недавно ученые обнаружили самый яркий свет во Вселенной, который появился в результате двух больших космических взрывов, называемых гамма-всплесками. Напомним, что гамма-всплески — это короткие вспышки самой энергичной формы света во Вселенной. Чтобы захватить поток сверхвысокой энергии, астрономам пришлось действовать быстро. Им удалось направить телескопы к взрыву всего через 50 секунд после того, как спутники NASA обнаружили его. Однако как именно гамма-всплески производят свет сверхвысокой энергии остается загадкой. Астрономы надеются, что результаты нового исследования, опубликованного в журнале Nature, помогут найти ответы на эти сложные вопросы.
Предположения исследователе о гамма-всплесках получили подтверждение
Гамма-всплески — еще одна загадка Вселенной
Два сильных взрыва в галактиках за миллиарды световых лет от Земли недавно стали причиной самой яркой вспышки света во Вселенной. Первый всплеск телескопы зафиксировали в июле 2018 года. Второй всплеск был обнаружен в январе, а свет всплеска содержал примерно в 100 миллиардов раз больше энергии, чем свет, который может увидеть человек. Гамма-всплески появляются без предупреждения и длятся всего несколько секунд, поэтому астрономам пришлось действовать быстро. Всего через 50 секунд после того, как спутники заметили январский взрыв, телескопы на Земле повернулись, чтобы поймать поток тысяч световых частиц. То, что удалось зарегистрировать специалистам, это фотоны света с самой высокой энергией, когда-либо обнаруженной при гамма-всплеске. Полученные результаты изучили более 300 ученых по всему миру, как сообщают исследователи в пресс-релизе.
Обсудить какие еще загадки скрывают в себе гамма-всплески можно с участниками нашего-Telegram чата
Гамма-всплески происходят почти каждый день без предупреждения, и длятся всего несколько секунд. И все же взрывы высокой энергии остаются для ученых загадкой. Астрономы считают, что они происходят от сталкивающихся нейтронных звезд или от сверхновых — событий, в которых у звезд заканчивается топливо, они поддаются собственной гравитации и коллапсируют в черные дыры. Гамма-всплески — это самые мощные взрывы, известные во Вселенной, и они обычно выделяют больше энергии всего за несколько секунд, чем наше Солнце за всю свою жизнь. Они могут просвечивать почти всю видимую Вселенную. Интересным является и то, что после кратких интенсивных извержений гамма-лучей следуют часы или дни послесвечения. Так, телескопы наблюдали низкоэнергетические лучи, которые исходят от первоначального взрыва и послесвечения. Многое из того, что исследователи узнали о гамма-всплесках за последние пару десятилетий, было получено в результате наблюдения их послесвечения при более низких энергиях. Однако в прошлом ученым не удавалось уловить свет сверхвысоких энергий.
Успеть за 50 секунд
14 января два спутника NASA обнаружили взрывы в галактике на расстоянии более 4 миллиардов световых лет. В течение 22 секунд эти космические телескопы — телескоп обсерватории им. Нила Герела и Космический телескоп гамма-излучения Ферми — передали координаты всплеска астрономам по всей Земле. В течение 27 секунд после получения координат астрономы на Канарских островах повернули два телескопа Черенкова (MAGIC) по указанным координатам. В течение следующих 20 минут фотоны буквально наполнили телескопы, что привело к новым открытиям о некоторых из самых неуловимых свойств гамма-всплесков.
Гамма-всплески были обнаружены поэтапно
Фотоны, обнаруженные в результате гамма-всплеска шестью месяцами ранее, в июле 2018 года, были не такими энергичными и многочисленными, как фотоны от январского взрыва. Однако, благодаря предыдущим наблюдениям, исследователи сделали вывод о том, что поток высокоэнергетического света возник через 10 часов после первоначального взрыва, а послесвечение длилось еще два часа. В новой работе астрономы предположили, что электроны могли рассеивать фотоны, увеличивая их энергию. Ученые давно подозревали, что рассеяние фотонов было одним из способов, с помощью которых гамма-всплески генерировали так много сверхвысокочастотного света в фазе послесвечения, теперь же, предположения специалистов подтверждены наблюдениями. В будущем ученые ожидают получить больше информации о гамма-всплесках.
Источник
В Средние века Землю настиг гамма-всплеск
Вспышка гамма-излучения может происходить при слиянии двух нейтронных звезд
Вспышка гамма-излучения, сопровождавшая самый мощный известный взрыв в истории Вселенной, возможно, затронула планету Земля в VIII веке нашей эры.
В 2012 году исследователи обнаружили доказательства того, что наша планета в Средние века подверглась воздействию сильной радиации, однако научное сообщество до сих пор не сошлось во мнении о космических источниках этого явления.
Результаты последнего исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, свидетельствуют о том, что гамма-всплеск, возможно, произошел из-за слияния двух черных дыр или нейтронных звезд в нашей Галактике.
Нейтронная звезда — астрономический объект, являющийся одним из конечных продуктов эволюции звезд.
Столкновение двух черных дыр, сверхновых звезд либо белых карликов сопровождается мощными выбросами энергии.
Сверхновая ни при чем
В прошлом году команда исследователей обнаружила, что древние японские кедры содержат необычно высокий уровень радиоактивного изотопа углерода-14.
Параллельно с этим во льдах Антарктиды был выявлен высокий уровень бериллия-10.
Эти изотопы образуются в верхних слоях атмосферы под воздействием космического излучения, а значит, поток энергии некогда настиг нашу планету из космоса.
Вспышка на Солнце также фигурирует среди одной из возможных причин высокого уровня изотопов в древних кедрах и льдах
Исследуя годовые кольца кедров и пробы полярных льдов, ученые определили, что выброс энергии мог достичь Земли в 774 иили 775 году нашей эры.
Сначала исследователи сделали предположение, что его источником могла стать сверхновая звезда, однако затем эта гипотеза была признана несостоятельной, поскольку излучение от такого взрыва должно было бы фиксироваться телескопами до сих пор.
Другая группа американских ученых-физиков недавно опубликовала свое исследование о том, что выброс энергии могла вызвать необычайно мощная вспышка (супервспышка) на Солнце. Однако ряд других исследователей с этими выводами не согласен, полагая, что выделившаяся в ходе «супервспышки» энергия не может объяснить высокий уровень углерода-14 и бериллия-10 в кедрах и льдах.
Взрыв во Млечном Пути
Вслед за американцами немецкие ученые предложили свое объяснение повышенного содержания изотопов — мощный взрыв, произошедший в галактике Млечный Путь.
Один из авторов исследования — профессор Ральф Нойхойзер из Института астрофизики в Йенском университете — говорит: «Мы рассмотрели спектр коротких гамма-всплесков, чтобы оценить, соответствуют ли они скорости образования углерода-14 и бериллия-10, и обнаружили соответствие».
Мощный выброс энергии происходит тогда, когда черные дыры, нейтронные звезды или белые карлики сталкиваются между собой: их слияния занимают считанные секунды, но порождают мощную волну излучения.
Профессор Нойхойзер поясняет: «Вспышки гамма-излучения представляют собой выбросы огромного количества энергии, и мы вычислили расстояние между их возможным источником и Землей». Согласно выводам ученых, он находится в пределах от 3 до 12 тысяч световых лет от Земли, а значит, в нашей Галактике.
Хотя излучение было мощным, люди в Средние века могли практически не заметить его.
Если гамма-всплеск действительно произошел на таком расстоянии, то наша атмосфера поглотила дошедшую до нее радиационную волну, оставив след из изотопов, который в итоге сохранился в кедрах и во льдах. По мнению ученых, в структуре вспышки не было волн видимой части спектра.
Угроза жизни на Земле
Наблюдения за отдаленными областями космоса показывают, что гамма-всплеск — достаточно редкое явление. По оценкам ученых, в каждой из галактик они происходят не чаще, чем раз в 10 тысяч лет, а по самым осторожным оценкам — раз в миллион лет.
Профессор Нойхойзер считает маловероятным, чтобы в ближайшее время Землю затронула еще одна подобная вспышка, но, если она все же произойдет, ее воздействие на деятельность человека окажется более ощутимым.
Если гамма-всплеск произойдет на таком же расстоянии от планеты, что и в Средние века, множество спутников выйдет из строя.
А если он случится на еще более близком расстоянии — в нескольких сотнях световых лет от Земли, — то выброс энергии такой силы разрушит озоновый слой, неся угрозу жизни на нашей планете.
Однако, по мнению Нойхойзер, вероятность такого развития событий чрезвычайно мала.
Комментируя свое исследование, американский профессор Адриан Мелотт из Университета штата Канзас в Лоуренсе говорит, что несмотря на существование гипотезы короткого гамма-всплеска, результаты научных исследований его команды свидетельствуют о том, что «супервспышка» на Солнце была в те времена гораздо более вероятной.
Свои выводы он строит на наблюдениях за звездами, подобными Солнцу, в нашей Галактике.
Источник
7 самых мощных вспышек во Вселенной
Забудьте о впечатляющих взрывах, которые мы создаем здесь, на Земле. Вселенная превосходит нас во всем, что только можно вообразить.
Забудьте о простых химических реакциях. В космосе преобразование материи и энергии создает беспрецедентно мощные взрывные явления.
Вот 7 самых мощных природных проявлений космических фейерверков в порядке роста их мощности.
7. Сверхновая типа Ia
При столкновении двух белых карликовых звезд они инициируют реакцию слияния, уничтожая остатки обеих звезд.
6. Ядерный коллапс сверхновой
Когда у сверхмассивной звезды заканчивается топливо в ядре, она коллапсирует, высвобождая энергию и образуя центральную нейтронную звезду или черную дыру.
5. Гиперновая звезда
Ультрамассивные звезды создают внутри них пары частиц/античастиц, вызывая катастрофический коллапс и разрушающий звезды взрыв. Это самая энергичная разновидность сверхновых.
4. Квазары
Поскольку сверхмассивные черные дыры питаются веществом, они нагревают и ускоряют его, испуская высокоэнергетический свет и легко затмевая целые галактики.
3. Слияния нейтронных звезд
Непосредственно наблюдаемые лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией ( LIGO ), а затем через электромагнитные сигналы, они непосредственно преобразуют массу в энергию производя колоссальный взрыв.
2. Гамма-всплески
Особый случай слияния нейтронных или сверхновых звезд. Они возникают из чрезвычайно коллимированных потоков, обеспечивая самые яркие электромагнитные сигналы во Вселенной.
1. Слияния черных дыр
В момент слияния они могут преобразовывать многие солнечные массы в чистую энергию, затмевая все звезды Вселенной вместе взятые.
С точки зрения высвобождаемой энергии, только большой взрыв был более энергичным.
Источник