Астрономы обнаружили последствия самой древней вспышки в наблюдаемой Вселенной

Астрономы зафиксировали послесвечение слабого и быстрого всплеска, обнаруженного на расстоянии 10 миллиардов световых лет от Земли. Это послесвечение находится настолько далеко, что его возраст исследователи оценивают в 3,8 миллиардов лет после Большого Взрыва. Это означает, что в будущем мы получим представление о том, что происходило в ранней Вселенной, сможем заглянуть в далекое прошлое и приблизиться к пониманию физики того времени. Ученые полагают, что послесвечение возникло от короткого гамма-всплеска (SRGB), который является вторым наиболее удаленным из когда-либо обнаруженных и первым, после которого астрономы зафиксировали послесвечение, последовавшее за ним.

Гамма-всплески или SRGBs – это наиболее яркие электромагнитные события, масштабный космический выброс энергии взрывного характера. Сегодня астрономы наблюдают сразу несколько гамма-всплесков в разных уголках Вселенной.

Что такое гамма-всплески?

Как пишет британская The Independent, исследователи не ожидали обнаружить отдаленные SRGBs, так как подобные события происходят чрезвычайно редко и они очень слабы. Авторы работы опубликованной на сервере препринтов Arxiv, пишут, что с помощью телескопов провели «экспертизу», чтобы понять среду, окружающую послесвечение.

Дело в том, что то, как выглядит его родная галактика, может многое рассказать нам о физике, лежащей в основе этих систем. Теперь исследователи надеются увидеть еще много гамма-всплесков – некоторые из самых мощных и ярких взрывов во всей Вселенной, которые происходят, когда две нейтронные звезды сливаются – которые могут помочь нам лучше понять обстоятельства, в которых они происходят.

Астрономы полагают, что наткнулись на верхушку айсберга SRGBs. Недавно обнаруженный взрыв известен как SGRB 181123B и описан в новом исследовании, принятом к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters. SRGB происходят, когда сливаются две нейтронные звезды и вызывают очень короткий, очень мощный взрыв гамма-лучей, которые являются самой энергичной формой света. Как правило, каждый год астрономы фиксируют только несколько SRGBs, которые достаточно заметны для того, чтобы продолжать наблюдение. Послесвечение от гамма-всплесков обычно длится несколько часов, после чего исчезает. Это значит, что уловить послесвечение можно только после того, как оно исчезнет.

Короткие гамма-всплески по всей Вселенной. В представлении художника SGRB11823B сравнивается с другими короткими гамма-всплесками. За исключением тех случаев, когда они обнаруживаются гравитационно-волновыми обсерваториями, гамма-всплески могут быть обнаружены с Земли только тогда, когда струи энергии направлены на нас.

Необходимо отметить, что способность видеть вновь открытое, далекое послесвечение появилась благодаря успешной и быстрой работе команды астрономов; сигнал зафиксировала обсерватория Neil Gehrels Swift Observatory (SWIFT, NASA). В общем и целом, исследователям удалось получить подробные изображения взрыва всего через несколько часов после обнаружения. Изображения получились очень четкими, что позволило точно определить местоположение конкретной галактики во Вселенной.

Расстояние до источника вспышки также означает, что когда возраст Вселенной составлял всего 30% от нынешнего, астрономы увидели слияние нейтронных звезд на раннем этапе развития Вселенной. Как предполагают результаты нового открытия, нейтронные звезды могут сливаться быстро, если у каждой из них было достаточно времени для того, чтобы родиться, жизнь, эволюционировать и в конечном счете умереть, прежде чем объединиться с другой нейтронной звездой, тем самым породив взрыв. На самом деле все это время Вселенная была своего рода «подростком».​ Но как именно астрономы об этом узнали?

Взгляд в «космический полдень»

Чтобы определить точное расстояние гамма-вспышки от Земли, исследователи использовали данные полученные с помощью инфракрасного спектрографа лаборатории Gemini, который может уловить более красные длины волн. Получив спектр искомой галактики, астрономы поняли, что им по счастливой случайности удалось обнаружить сигнал далекого SRGB.

После идентификации галактики и вычисления расстояния команда смогла определить ключевые свойства родительских звездных популяций внутри галактики, которые и стали причиной этого события. Поскольку SGRB181123B появился, когда Вселенной было около 30% от нынешнего возраста — в эпоху, известную как «космический полдень», — ученые получили редкую возможность изучить слияние нейтронных звезд, в те далекие времена, когда Вселенная была совсем юной.

Когда произошел гамма-всплеск, Вселенная словно бурлила, в ней с невероятной скоростью формировались формирующимися звезды и галактиками. Массивным, двойным звездам нужно во времени, чтобы родиться, эволюционировать и умереть — наконец, превратившись в пару нейтронных звезд, которые в конечном итоге сольются. На протяжении долгого времени оставалось неизвестным, сколько времени требуется нейтронным звездам для слияния, особенно тем, которые производят гамма-всплески. Обнаружение SRGBs в этот момент истории Вселенной предполагает, что когда во Вселенной формировалось множество звезд, пара нейтронных звезд довольно легко и быстро могла встретиться и «объединиться».