Группа ученых из Лос-Аламосской национальной лаборатории бросила вызов устоявшейся классификации, детально изучив природу двух необычных длинных гамма-всплесков.
Ранее астрономическое сообщество склонялось к версии, что катализаторами событий GRB 211211A и GRB 230307A послужили слияния сверхплотных объектов.
Однако результаты свежего моделирования рисуют совершенно иную картину, возвращая нас к гипотезе о гравитационном схлопывании массивных звезд.
Специалисты лаборатории, стоявшие у истоков открытия самого феномена гамма-всплесков более полувека назад, вновь оказались в центре научной дискуссии. Они применили вычислительные мощности суперкомпьютера Chicoma для воссоздания экстремальных условий, в которых рождаются килоновые, и анализа продуктов их нуклеосинтеза. Сопоставление симуляций с реальными данными, полученными монитором Fermi NASA, привело исследователей к неожиданному выводу.
Ошибка в классификации: почему время — не главный фактор
Традиционно астрофизики разделяют гамма-всплески на короткие, длящиеся менее двух секунд и порождаемые слияниями нейтронных звезд, и длительные, обязанные своим появлением коллапсарам. Загадка заключалась в том, что вспышка GRB 230307A, будучи чрезвычайно долгой, сопровождалась излучением в красном инфракрасном диапазоне и следами тяжелых элементов. Это считалось визитной карточкой килоновой, возникающей при столкновении нейтронных звезд, что ломало привычную схему. Ученым требовалось разрешить это фундаментальное противоречие.
Моделирование, проведенное в Лос-Аламосе, показало, что химический состав выбросов в этих событиях почти полностью лишен самых тяжелых металлов вроде золота или свинца. Именно такой «обедненный» элементный состав годом ранее был теоретически предсказан командой для механизма коллапсара. Красное же свечение, вводившее всех в заблуждение, оказалось воспроизводимым в рамках однокомпонентной модели без необходимости синтеза лантаноидов.
Разнообразие килоновых и будущее наблюдений
Полученные выводы заставляют пересмотреть само понимание килоновых как однородного класса космических явлений. Как пояснил физик-теоретик Мэтью Мамповер астрономам, возможно, придется признать, что эти свечения гораздо более разнообразны по своей внутренней структуре и происхождению.
«Вопреки современным интерпретациям, тип килоновой, представленный этими длительными гамма-всплесками, не обязательно подразумевает синтез золота, даже несмотря на наличие красного компонента. Из нашей работы вытекает простое объяснение, требующее только однокомпонентной модели», — отметил ученый.
Ведущий автор исследования Марко Ристич подчеркнул, что гамма-всплески остаются продуктами самых запредельных физических условий во Вселенной. По его словам, в этих событиях одновременно сходятся немыслимые плотности, релятивистские скорости и процессы, протекающие на кардинально разных временных отрезках. Дальнейшее изучение подобных космических катаклизмов будет опираться на многоканальную астрономию, включая регистрацию гравитационных волн, что позволит однозначно определять, что же на самом деле породило очередной мощнейший взрыв — смерть звезды-гиганта или танец двух нейтронных тел. Результаты данной научной работы были представлены широкой общественности на страницах престижного журнала The Astrophysical Journal Letters.
