Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил причину самого мощного космического взрыва со времен Большого взрыва.
Взрыв (по прозвищу ЛОДКА или «самая яркая на все времена») — это гамма-всплеск (GRB), который выбрасывает на Землю фотоны с большей энергией, чем те, которые обнаружены внутри Большого адронного коллайдера. Этот свет был обнаружен телескопами на орбите и на Земле 9 октября 2022 года и пришел с расстояния 2,4 миллиарда световых лет в созвездии Стрелы.
Теперь группа ученых проследила вероятное происхождение ЛОДКИ до гигантской сверхновой, возникшей после коллапса гигантской звезды.
Тем не менее, их исследование раскрывает новую загадку: сверхновые, подобные той, что стоит за ЛОДКОЙ, должны быть космическими фабриками по производству тяжелых элементов, таких как платина и золото, но когда исследователи посмотрели, они не нашли никаких доказательств этому. Ученые опубликовали свои выводы 12 апреля в журнале Nature Astronomy.
«Когда мы подтвердили, что гамма-всплеск возник в результате коллапса массивной звезды, это дало нам возможность проверить гипотезу о том, как формируются некоторые из самых тяжелых элементов во Вселенной», — сказал ведущий автор исследования Питер Бланшар, астрофизик из Северо-Западного университета. университета», — говорится в сообщении. «Мы не видели следов этих тяжелых элементов, что позволяет предположить, что чрезвычайно энергичные гамма-всплески, такие как BOAT, не производят эти элементы.
«Это не означает, что не все гамма-всплески производят их, — добавил Бланшар, — но это ключевая информация, поскольку мы продолжаем понимать, откуда берутся эти тяжелые элементы».
Связанный: Телескоп Джеймса Уэбба подтверждает, что с нашим пониманием Вселенной что-то серьезно не так
Когда у массивной звезды заканчивается топливо, она коллапсирует, а затем взрывается гигантским взрывом сверхновой, оставляя после себя сверхплотную нейтронную звезду или черную дыру. Именно эти звездные взрывы — а иногда даже столкновения двух нейтронных звезд — производят мощные всплески гамма-лучей, которые могут быть уловлены обсерваториями в космосе и даже на Земле.
Первые гамма-всплески были случайно обнаружены военными спутниками США в 1960-х годах. С тех пор они продолжают искать оборудование, способное обнаружить их высокоэнергетический свет. Но когда появилась ЛОДКА, она была как минимум в 10 раз ярче, чем любой другой когда-либо наблюдавшийся космический взрыв.
«Это событие произвело фотоны самой высокой энергии, когда-либо зарегистрированные спутниками, предназначенными для обнаружения гамма-лучей», — сказал Бланшар. «Это было событие, которое Земля видит только раз в 10 000 лет».
Фактически, всплеск был настолько ярким, что астрономам пришлось ждать шесть месяцев, пока он затихнет, прежде чем они смогли использовать космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы посмотреть на него напрямую.
«Вспышка GRB была настолько яркой, что скрывала любые потенциальные признаки сверхновой в первые недели и месяцы после вспышки», — сказал Бланшар. «В такие моменты так называемое послесвечение гамма-всплеска напоминало фары автомобиля, едущего прямо на вас, не позволяя вам увидеть саму машину. Поэтому нам приходилось ждать, пока оно значительно погаснет, чтобы дать нам возможность увидеть увидеть сверхновую».
Направив спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) JWST на источник взрыва, исследователи обнаружили следы таких элементов, как кислород и кальций, которые обычно встречаются в сверхновых. Но они не нашли среди обломков элементов тяжелее железа, что потенциально исключает яркие взрывы, такие как ЛОДКА, как производителей тяжелых металлов.
И что удивительно, несмотря на чрезвычайную яркость гамма-всплеска, сверхновая, из которой он произошел, имела довольно среднюю яркость. По мнению исследователей, возможно, что ЛОДКА приобрела свою необычайную интенсивность из-за того, что материал взрывающейся звезды направлялся вдоль необычно узкой релятивистской струи — потока заряженной материи со скоростью, близкой к световой.
«Это похоже на фокусировку луча фонарика в узкую колонну, а не в широкий луч, который омывает всю стену», — сказал в своем заявлении соавтор Танмой Ласкар, доцент кафедры физики в Университете Юты. «На самом деле, это была одна из самых узких струй гамма-всплеска, наблюдаемых до сих пор, что дает нам намек на то, почему послесвечение оказалось таким ярким. Могут быть и другие ответственные факторы, вопрос, который исследователи будут учиться еще долгие годы».
Исследователи говорят, что их следующими шагами будет использование JWST для изучения других сверхновых. Сопоставление их разной яркости, струй, химических элементов и характеристик родительской галактики может помочь им понять, насколько необычной была ЛОДКА, а также условия, в которых образуются тяжелые элементы Вселенной.
