Одни гамма-всплески вызываются превращением крупных звезд в черные дыры. А другие? Пока что это абсолютная загадка.

Гамма-всплеск шаг за шагом: взгляд художника
Столкновение пары нейтронных звезд может выглядеть примерно так
Орбитальный зонд Swift внимательно следит за гамма-всплесками
Помочь ему может наземная обсерватория LIGO

Вчера мы рассказывали о гипотезе, проясняющей одну из загадок гамма-всплесков — их тенденции появляться в мелких нерегулярных галактиках, а не в крупных спиральных или эллиптических (читайте: «Полная гамма. Часть 1»). Теперь же настала пора разобраться и с другой тайной этих катастрофических событий — с кратковременными гамма-всплесками.

Десятилетиями гамма-всплески не в шутку озадачивали специалистов. Непредсказуемые мощнейшие вспышки с завидной частотой появлялись то тут, то там на звездном небе, выбрасывая энергии столько, что она с легкостью преодолевала пол-вселенной, добираясь до нас. Сила их такова, что свет всплеска нередко «подсвечивает» целые галактики, на пару мгновений делая видимыми сотни миллиардов их звезд. Эти вспышки — самые яркие происшествия в современной нам Вселенной.

Сегодня считается, что происхождение одного типа гамма-всплесков — длительных — разъяснено. Вызывает их коллапс очень массивных звезд, превращающихся в черные дыры. Это предположение, высказанное Стенфордом Вузли (Stanford Woosley), считается общепринятым. Однако истоки другого вида гамма-всплесков, кратковременных, пока неизвестны.

На прошедшем в конце октября Симпозиуме по гамма-всплескам (Gamma-Ray Burst Symposium) на эту тему выступил Нейл Герельс (Neil Gehrels), возглавляющий группу специалистов, работающих с орбитальным зондом Swift, как раз и предназначенным для изучения гамма-всплесков. О работе этой миссии мы рассказывали не раз («Невидимые взрывы»), в том числе и о наблюдении самой мощной вспышки, вызвавшей даже отключение некоторых приборов («Звездный час»), и о самом удаленном от нас гамма-всплеске («Далеко-далёко»)

«Начиная с 1990-х получено достаточно данных, свидетельствующих о том, что длительные и краткие гамма-всплески относятся к разным классам, — сказал Герельс, — и дело в различии характеристик их излучения». Во‑первых, кратковременные всплески длятся менее 2 секунд; во‑вторых, излучаемый ими спектр иной, чем у длительных всплесков, он более смещен к высокоэнергетической части.

В 2005 г. наблюдения кратких всплесков показало, что ее послесвечение не демонстрирует никаких остатков вещества сверхновой: выходит, происходят они не в результате взрыва крупных звезд. За это их даже прозвали «собакой, которая никогда не лает». Откуда же они берутся? Пока что на этот счет есть лишь некоторые предположения.

Наиболее популярная гипотеза считает, что источник кратких гамма-всплесков — столкновение пары нейтронных звезд. Напомним, что это — ядра звезд крупных, но недостаточно больших для того, чтобы образовать после своей гибели черную дыру. Вещество нейтронной звезды под воздействием колоссального притяжения оказывается настолько плотным, что его называют «вырожденным»: электроны в нем «падают» на протоны, образуя нейтроны. Такие звезды массой порядка массы целого Солнца имеют в диаметре лишь десятки километров. Плотнее них — только черные дыры. Подробнее об этих удивительных объектах вы можете прочесть в заметке «Сминая пространство-время», а мы вернемся к гамма-всплескам.

Если пара нейтронных звезд устремится навстречу друг другу, авария будет впечатляющей, и она, по мнению многих ученых, может породить мощный и кратковременный гамма-всплеск. Можно ли удостовериться в справедливости этого предположения? Вполне. Для этого следует обратиться к гравитационным волнам — своего рода возмущениям пространственно-временного континуума. Сходясь все ближе, пара нейтронных звезд движется, все ускоряясь, по спирали, что и должно порождать такие возмущения. Частота создаваемых гравитационных волн должна меняться по определенной характерной схеме, и завершаться весь процесс должен гамма-вспышкой.

Именно это и пытается, по словам Нейла Герельса, обнаружить его группа. Для этого ученые обсуждают возможность использования наземной обсерватории LIGO, задача которой как раз и состоит в поиске гравитационных волн. В сочетании с гамма-детекторами аппарата Swift он и может дать окончательный ответ.

По информации NASA