Анализ данных, собранных при наблюдении одного из мощнейших замеченных гамма-всплесков, позволил изучить самые первые фазы взрыва, который предшествует этому выбросу энергии. Похоже, при этом была оторвана даже часть магнитного поля погибшей звезды — и унеслась в космос.

Гамма-всплеск зажигается в считаные мгновения и длятся от сотых долей секунды до нескольких сотен секунд. Иногда их фиксируют несколько за день, но предсказать, где и когда произойдет следующий — невозможно
Центр умирающей звезды коллапсирует, резко сжимаясь прямо перед тем, как разорваться в колоссальной вспышке. Из него вырывается джет — поток излучения и частиц газа, а сам центр в конце концов может превратиться в черную дыру

Напомним для начала, что гамма-всплески считаются самыми мощными из взрывов во Вселенной, не считая, конечно, самого Большого Взрыва. Скорее всего, источниками их служат очень крупные звезды в момент своей гибели. Когда они коллапсируют, в пространство на световой или околосветовой скорости выбрасываются могучие джеты — потоки материи и энергии.

Эти джеты, сталкиваясь с облаками межзвездного газа, раскаляют их настолько, что те начинают отдавать избыток энергии в самом высокоэнергетическом диапазоне — гамма-лучах. Если такой поток случайно направится на Землю даже с весьма значительного расстояния, он способен погубить все живое — что, кстати, едва не произошло прошлой весной (читайте, как это было: «Пронесло»).

Наши телескопы фиксируют в среднем 2−3 таких вспышки в неделю, продолжительностью от пары миллисекунд до нескольких минут. В эти моменты гамма-вспышки выбрасывают количество излучения, сравнимое с яркостью всей остальной Вселенной — правда, не в видимом, а в гамма-диапазоне. Подробнее о гамма-всплесках вы можете прочесть в статье «Следы космических катастроф».

Итак, 19 декабря 2004 г. к Земле пришло излучение гамма-всплеска, зафиксированное европейским орбитальным аппаратом Integral — по счастливой случайности ему удалось наблюдать всплеск с самого начала и до конца, а продлился он целых 500 секунд. И хотя с тех пор уже установлен новый рекорд мощности гамма-всплеска (читайте о нем в заметке «Гамма-королева»), и эта, зафиксированная в 2004-м и получившая обозначение GRB 041219A, оказалась невероятно сильной. «Вспышка, — говорит астроном Диего Гётц (Diego Götz), — относится к 1% самых ярких, которые мы только наблюдали».

Сила взрыва и мощность джета создали действительно яркое событие, которое астрономы использовали для того, чтобы изучить вопрос поляризации гамма-лучей. Напомним, что всякое излучение, будучи электромагнитной волной, колеблется, и колебания эти происходят в разных плоскостях. Скажем, в солнечном свете они распределены случайно и хаотически, а если вы нацепите на нос поляризационные солнцезащитные очки, они смогут отфильтровать все волны, кроме тех, которые колеблются в определенной плоскости. Остальные будут рассеяны или поглощены, и глазам будет не так больно смотреть на мир в самый яркий день. Зато в гамма-всплеске излучение уже рождается высоко поляризованным.

Судя по всему, такая поляризация непосредственно связана со структурой магнитного поля в джете, который выбрасывается в ходе гамма-всплеска. Но чтобы окончательно понять механизм этой связи, придется разобраться в том, как именно джет порождает излучение. Тут возможны несколько вариантов.

Во-первых, возможны сценарии, подразумевающие, что это излучение является синхротронным (магнитотормозным) излучением, которое испускают заряженные частицы, летящие на околосветовых скоростях по искривленным линиям магнитного поля. Джет может «заимствовать» часть магнитного поля самой гибнущей звезды, или генерировать собственное магнитное поле — в этом случае электроны, попав в него на огромной скорости и двигаясь по спирали, будут испускать поляризованный свет. Еще одна возможная гипотеза полагает, что поляризация возникает в ходе движения джета через уже заполненное излучением пространство, путем сложных взаимодействий между летящими электронами и фотонами.

Диего Гётц считает, что данные всплеска GRB 041219A позволяют склониться к синхротронному излучению, причем в первом варианте — джет получает часть энергии магнитного поля от звезды и уносится с ним в пространство. Чтобы окончательно подтвердить выкладки Гётца и его коллег, идеально было бы научиться замерять поляризацию всех фиксируемых гамма-всплесков. К сожалению, большинство всплесков доносятся до нас чересчур слабыми, чтобы имеющиеся телескопы смогли это проделать. Разве что случится нечто, по силе подобное GRB 041219A, и тогда зонд Integral сможет собрать дополнительные данные. «Осталось подождать большого взрыва», — заключает Гётц.

По информации ESA Space Science