Разгадана тайна появления огромных взрывов в космосе

Международная группа ученых, возглавляемая астрофизиками из Университета Бата в Великобритании, исследовала гамма-вспышку и впервые подтвердила теоретическое предсказание, согласно которому взрыв происходит из-за коллапса упорядоченных магнитных полей черной дыры.

О решении загадки появления гамма-всплесков сообщается в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Гамма-всплеск представляет собой гигантский космический взрыв, при котором выделяется огромное количество энергии. Предполагается, что большинство всплесков являются относительно узко направленным лучом гамма-излучения, порождаемым при аккреции вещества в некий компактный объект (черную дыру или нейтронную звезду), образовавшийся при вспышке сверхновой или при столкновении двух других компактных объектов. Падающее на объект вещество и магнитные поля приводят к появлению релятивистских струй плазмы. В модели «огненного шара» выбросы плазмы взаимодействуют с окружающей межзвездной средой, порождая прямые и обратные ударные волны и длительное послесвечение в рентгеновском диапазоне и радиочастотах.

Существуют разные модели струй плазмы и гамма-всплеска. В одной модели струя проходит сквозь слабые неупорядоченные магнитные поля, а в другой модели поля формирующейся черной дыры упорядочиваются таким образом, что они «закручивают» поток излучения, сильно поляризуя его. Сложность для подтверждения моделей представляет то, что упорядоченные магнитные поля могут существовать лишь некоторое время и, в конечном итоге, разрушаются, когда ударная волна сталкивается с окружающей межзвездной средой. Таким образом, зафиксировать степень поляризации света нужно очень быстро, в течение нескольких минут после взрыва.

Ученым обнаружили слабую оптическую поляризацию от прямой ударной волны гамма-всплеска (GRB 141220A) всего через 129,5-204,3 секунды после вспышки. Это удалось сделать с помощью многоцветного оптического поляриметра RINGO3 на роботизированном Ливерпульском телескопе (Испания). Результаты показали, что всплеск, вероятно, был вызван коллапсом упорядоченных магнитных полей в первые секунды образования новой черной дыры. Сам свет возник при прохождении прямой ударной волны в окружающей среде. Это согласуется с результатами предыдущих наблюдений, которые фиксировали низкую поляризацию через часы или дни после всплеска.