Астрономы МГУ, работающие с глобальной сетью телескопов МАСТЕР, получили самые ранние данные гамма-всплеска GRB 191221B и предложили модели, объясняющие его необычные характеристики. Работа помогает пролить свет на возможные механизмы генерации гамма-всплесков. Результаты исследования опубликованы в журнале Q1 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Гамма-всплески — наиболее яркие вспышки электромагнитного излучения во Вселенной, которые возникают при слияниях компактных объектов или при взрывах сверхновых. Они наблюдаются почти каждую неделю и обычно попадают в одну из двух категорий. Первая — длинные гамма-всплески с мягким спектром.
Мягкий спектр подразумевает спадание спектральной плотности в области высоких энергий (более 10 МэВ). У жёсткого спектра спадание начинается в диапазоне больших энергий.
Считается, что они вызваны образованием сверхновой в определённых условиях, например, при быстром вращении. Вторая — короткие гамма-всплески с жёстким спектром, появляющиеся при слиянии нейтронных звёзд.
В данный момент внимание учёных привлекают необычные гамма-всплески, которые не укладываются в эту простую классификацию, например, слишком длинные или короткие. Ведь именно из них, судя по всему, можно извлечь новую интересную информацию о механизме их происхождения.
Гамма-всплеск GRB 191221B попадает в категорию необычных из-за большой длительности: собственное излучение наблюдалось в течение двух часов вместо нескольких секунд или минут. Это означает, что должен существовать внутренний двигатель, обеспечивающий длительную подпитку всплеска энергией.
Глобальная сеть МАСТЕР получила самые ранние точки кривой блеска, позволяющие больше понять о механизме гамма-всплеска.
«Изучая оптические, ультрафиолетовые, рентгеновские и радиоданные для этого события, мы показываем, что осевая двухкомпонентная модель струи может объяснить наблюдения. Анализ предполагает, что узкий компонент имеет начальный фактор Лоренца 400 и полуугол раскрытия струи 1.4 градуса, тогда как широкий компонент имеет начальный коэффициент Лоренца 25 и полуугол раскрытия струи 2.8 градуса. Узкая струя доминирует на ранней стадии взрыва, тогда как более широкая струя вызывает оптическое плато и доминирует над поздним распадом. Согласно этой модели, отсутствие рентгеновского плато обусловлено более крутым спектральным индексом широкого компонента, что приводит к менее значительному вкладу потока от более широкой струи в рентгеновских диапазонах, чем в оптических», — прокомментировал профессор кафедры астрофизики и звёздной астрономии физического факультета МГУ Владимир Липунов.
Учёные также объяснили несоответствие законов падения блеска ультрафиолетового и инфракрасного излучения около 2000 секунды доминированием излучения в обратной ударной волне, которая возникает из-за столкновения новых релятивистских снарядов продолжающей работать центральной машиной (электромагнитной пушкой-ускорителем) с более ранними, замедлившимися (обратная ударная волна).
