Гамма-всплески – самые яркие взрывы во Вселенной. Они позволяют астрономам наблюдать интенсивное гамма-излучение, которое прекращается за короткие промежутки времени. Загадочные гамма-всплески классифицируются как короткие и длинные, причём длинные гамма-всплески являются результатом гибели массивных звёзд. Они дают скрытые подсказки об эволюции Вселенной.
Гамма-всплески во Веленной испускают гамма-лучи, а также радиоволны, оптические лучи и рентгеновские лучи. Когда преобразование энергии взрыва в испускаемую энергию (то есть эффективность преобразования) является высокой, полную энергию взрыва можно рассчитать, просто сложив всю испускаемую энергию. Но когда эффективность преобразования низкая или неизвестна, измерений только излучаемой энергии недостаточно.
Энергия гамма-всплеска
Недавно группе астрофизиков удалось измерить скрытую энергию всплеска гамма-излучения с помощью поляризации света. Команду возглавили доктор Юдзи Урата из Центрального национального университета Тайваня и MITOS Science CO., LTD, а также профессор Кендзи Тома из Пограничного исследовательского института междисциплинарных наук (FRIS) Университета Тохоку.
Подробности их исследования были опубликованы в журнале Nature Astronomy 8 декабря 2022 года.
Когда электромагнитная волна поляризована, колебания этой волны идут в одном направлении. Хотя свет, излучаемый звёздами, не поляризован, отражение этого света поляризовано. Многие предметы повседневного обихода, такие как солнцезащитные очки и светозащитные экраны, используют поляризацию, чтобы блокировать блики света, движущегося в одном направлении.
Измерение степени поляризации называется поляриметрией. В астрофизических наблюдениях измерить поляриметрию небесного объекта не так просто, как измерить его яркость. Но он предлагает ценную информацию о физическом состоянии объектов.
Загадочные гамма-всплески
Команда изучила гамма-всплеск из космоса, произошедший 21 декабря 2019 года (GRB191221B). Используя Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории и Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решётку – одни из самых передовых в мире оптический и радиотелескоп – они рассчитали поляриметрию быстро затухающего излучения GRB191221B. Исследователи обнаружили, что степень поляризации на разных длинах волн отличается.
“Эта разница в поляризации на двух длинах волн раскрывает подробные физические условия в области формирования космического гамма-всплеска”, – сказал Тома. “В частности, это позволило нам измерить ранее неизмеримую скрытую энергию”.
При учёте скрытой энергии команда обнаружила, что общая энергия была примерно в 3,5 раза больше, чем давали предыдущие оценки.
Поскольку энергия взрыва представляет собой гравитационную энергию звезды-прародителя, возможность измерить эту цифру имеет важные последствия для определения масс звёзд.
Знание измерений истинной массы звезды-прародителя поможет понять эволюционную историю Вселенной. Первые звёзды во Вселенной могут быть обнаружены, если учёные смогут обнаружить их длинные загадочные гамма-всплески.
