Ученые открыли самую высокоэнергетическую гамма-линию во Вселенной

Исследовательская группа под руководством Института физики высоких энергий (IHEP) Китайской академии наук (CAS) сообщила об открытии гамма-линии мощностью до 37 миллионов электрон-вольт от чрезвычайно яркого гамма-всплеска, которая представляет собой спектральную линию самой высокой энергии, излучаемую небесными объектами во Вселенной.

Кроме того, группа обнаружила, что линия гамма-излучения эволюционирует как функция времени, зависящая от мощности, что дает важные подсказки для раскрытия тайны этой линии. Исследование было опубликовано в журнале Science China Physics, Mechanics & Astronomy.

Гамма-всплески (GRB) – это самые энергичные взрывные явления во Вселенной, которые могут возникать либо при коллапсе ядра массивной звезды, либо при столкновении двух компактных звезд, таких как нейтронные звезды и черные дыры.

Это открытие было сделано на так называемом самом ярком из всех GRB, названном GRB 221009A, который относится к первой категории и прибыл на Землю 9 октября 2022 года, и был замечен многими телескопами по всему миру.

Исследователи из IHEP, Юньнаньской обсерватории CAS, Хэбэйского нормального университета и Гуйчжоуского нормального университета создали совместную группу и провели всесторонний анализ данных наблюдений с двух космических гамма-мониторов GECAM-C и Fermi/GBM.

GECAM-C обеспечил точное измерение спектра низкоэнергетического диапазона этого GRB, а Fermi/GBM охватил высокоэнергетический диапазон, в котором проявилась гамма-линия.

В частности, эта вспышка настолько яркая (слишком много гамма-фотонов за короткий промежуток времени), что детектор Fermi/GBM столкнулся с потерей данных во время яркой части вспышки, что сделало надежный анализ данных очень сложным.

К счастью, у GECAM-C такой проблемы не возникло благодаря специальной конструкции прибора; поэтому данные GECAM-C были использованы для коррекции данных Fermi/GBM.

После сложнейшего анализа проблем с данными, инструментальных эффектов и моделирования фона исследователям удалось получить достоверные спектры этого GRB и выявить ряд гамма-линий на протяжении всего всплеска, включая удивительную гамма-линию с энергией до 37 миллионов электрон-вольт, обнаруженную во время яркой части всплеска.

Интересно, что энергия линии изменяется по закону мощности в зависимости от времени, в то время как отношение ширины линии к ее энергии остается практически постоянным. Такие особенности послужили убедительным доказательством реальности и GRB происхождения этих гамма-линий.

Открытия этого исследования проливают новый свет на физику GRB и их релятивистских струй.