В новаторском исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, ученые из Обсерватории Пурпурных гор (PMO) Китайской академии наук и Итальянского национального института астрофизики представили новый метод измерения умеренно насыщенных источников ультрафиолетового оптического телескопа на борту спутника Swift (Swift/UVOT). Эта инновационная методика позволила идентифицировать GRB 220101A как самую энергичную ультрафиолетовую/оптическую вспышку из когда-либо обнаруженных.
Гамма-всплески (GRB) известны как самые мощные взрывы во Вселенной, причем их импульсное излучение происходит преимущественно в мягком гамма-диапазоне и длится недолго. После первого взрыва наблюдается послесвечение, состоящее из рентгеновских, оптических и радиоволн, которое может сохраняться в течение нескольких недель и даже лет.
В 2008 году GRB 080319B установил рекорд по ультрафиолетовому/оптическому излучению, которое было настолько ярким, что его можно было наблюдать невооруженным глазом из темного помещения. Оптическое вспышечное излучение этого всплеска позволило получить ценные сведения об активности центрального двигателя. Однако теперь GRB 220101A превзошел этот рекорд.
В Новый год 2022 года спутник Swift зафиксировал новый всплеск GRB 220101A с красным смещением 4,618. При таком высоком красном смещении наблюдаемые оптические фотоны находились в ультрафиолетовом диапазоне и испытывали значительное поглощение. В результате поток собственного излучения оказался примерно в 100 раз выше наблюдаемого. Всего через 79 секунд после вспышки Swift/UVOT провел быстрое 150-секундное наблюдение в режиме событий в белом диапазоне.
Проведя фотометрический анализ с высоким временным разрешением, исследователи обнаружили быструю эволюцию потока. Примечательно, что в момент пика телескоп UVOT уже был умеренно насыщен. Для точного измерения потока ученые разработали метод обработки, основанный на функции распределения точек телескопа, который оказался надежным.
"После соответствующих поправок на расстояние и поглощение абсолютная величина ультрафиолетового/оптического излучения GRB 220101A достигла -39,4, что делает его единственным на сегодняшний день источником с абсолютной величиной ярче -39, - заявил профессор Фан Ичжун (FAN Yizhong) из PMO, автор-корреспондент исследования. Это открытие является первым случаем обнаружения чрезвычайно энергичной ультрафиолетовой/оптической вспышки с помощью космического телескопа.
Светимость GRB 220101A примерно в 400 квадриллионов раз превышает светимость Солнца, побив предыдущий 14-летний рекорд, принадлежавший GRB 080319B. Это замечательное открытие не только подчеркивает разнообразие физических причин возникновения сверхъярких оптико-ультрафиолетовых всплесков, но и позволяет предположить новый астрофизический процесс.
В перспективе ожидается, что китайско-французский спутник SVOM (Space Variable Objects Monitor), запуск которого намечен на начало 2024 г., еще более углубит наше понимание этих явлений, обнаружив чрезвычайно энергичные ультрафиолетовые/оптические вспышки на еще более высоких красных смещениях.
Эти новаторские исследования открывают новые возможности для изучения и понимания самых мощных взрывов во Вселенной. С развитием технологий и предстоящими миссиями ученые готовы раскрыть еще больше тайн, скрытых в этих космических явлениях.
