Вселенная взрывается чаще, чем ожидалось
Фото с сайта NASA - Swift Mission
Космический телескоп Swift, запущенный NASA 27 ноября 2004 года, "открыл" свои глаза и теперь успешно проводит наблюдения за самыми мощными взрывами во Вселенной. Менее чем за месяц ему уже удалось определить точные параметры 9 гамма-всплесков - это даже больше, чем ожидали сами астрономы.
"Даже самые большие оптимисты среди нас надеялись регистрировать не свыше двух взрывов в неделю, но никак не целых три спустя всего лишь один день после включения телескопа, - говорит доктор Скотт Бартелмай (Scott Barthelmy), ученый из Центра космических полетов имени Годдарда NASA. - Возможно, мы оказались исключительно удачливыми, а может просто недооценили обычную частоту этих взрывов. Ответить на этот вопрос позволит только время".
Первый гамма-всплеск (gamma ray burst - GRB) попал в поле обзора Swift 17 декабря, спустя несколько дней после того, как операторы активировали научные приборы зонда. А 19 декабря телескоп "поймал" еще три взрыва.
Впервые GRB, как известно, зафиксировал американский спутник-шпион "Вела" в 1968 году, а соответствующие данные были обнародованы в 1973-м. Согласно современным теориям, мощнейшие гамма-всплески случаются тогда, когда массивная звезда сжигает все свое ядерное топливо и начинается ее коллапс (сжатие), в результате которого формируется черная дыра, окруженная диском из чрезвычайно горячего, быстро вращающегося газа. Большая часть этого газа будет втянута в новорожденную черную дыру, а оставшаяся доля будет вышвырнута вовне в виде газовых струй ("джетов"), движущихся с околосветовой скоростью.
Наблюдатель, в сторону которого будет направлена подобная струя, увидит мощнейшую ослепительную вспышку, в которой сконцентрирована яркость свыше десяти квадриллионов солнц (1016). А наблюдатели, которые расположены под углом к струе и которым не суждено лицезреть подобное зрелище, смогут полюбоваться менее удивительным, но не менее захватывающим взрывом гиперновой. Энергия, выделяющаяся при гамма-всплесках, просто чудовищна: эффект наблюдается на расстояниях свыше 10 миллиардов световых лет, а ведь для этого нужно излучить 1051 - 1054 эрг в гамма-квантах за считанные секунды, это больше, чем при самых грандиозных взрывах, известных человечеству в докосмическую эру, - у сверхновых, выделяющих гораздо меньшую энергию за месяцы (1050 - 1051).
Цель миссии Swift состоит в том, чтобы попытаться прояснить природу этих загадочных GRB. Ученые не оставляют надежды понять первопричины подобных явлений, а также ход взаимодействия вспыхивающих объектов со средой вокруг них. Вероятно, таким образом можно будет найти и ключи к развитию ранней Вселенной. Ученые подозревали, что каждый GRB указывает на рождение очередной черной дыры, но теперь появились сведения о том, что существуют различные типы подобных взрывов, и данные Swift, будем надеяться, помогут выявить все возможные причины катаклизмов.
Ключевой аспект миссии стоимостью 250 миллионов долларов - измерение параметров так называемого послесвечения в рентгеновском диапазоне - остаточных явлений, что могут наблюдаться какое-то достаточно продолжительное время после собственно взрыва. Если сам гамма-всплеск может длиться считанные секунды или даже миллисекунды, то длительность послесвечения может измеряться часами.
GRB 23 декабря, зафиксированный Swift, был классифицирован как длительный взрыв, его продолжительность превышала минуту. Спустя четыре с половиной часа после выявления GRB спутник развернул свой рентгеновский телескоп в нужную точку, чтобы измерить параметры послесвечения. В принципе, операторы могли бы навести на ту же точку и другие телескопы, чтобы наблюдать это послесвечение, однако не всегда это можно сделать достаточно оперативно. Так, требуется приблизительно 20 часов для того, чтобы правильно переориентировать рентгеновскую обсерваторию NASA "Чандра" (Chandra) и до 8 часов может потребоваться для европейского космического зонда "Ньютон" (XMM-Newton). Собственно, именно по этой причине новый спутник и получил название Swift, что значит "скорый, быстрый" (еще один вариант перевода - "стриж, т.е. стремительная птичка"). Когда Swift перейдет в полноценный автоматический режим - спустя две недели - то он будет способен вертеться так, чтобы пронаблюдать послесвечение в течение приблизительно минуты после обнаружения GRB, что критически важно для исследования гамма-всплесков.
Пока Swift не получил еще записей взрывов короче двух секунд, поясняет Скотт Бартелмай. Ученые никогда еще не видели послесвечения от взрывов настолько коротких и даже не уверены, наблюдаются ли они вообще. С Swift они надеются найти ответ и на этот вопрос.
"Вселенная пока прекрасно выполняет свою часть сделки, и мы тоже постараемся не ударить в грязь лицом, - шутит доктор Нейл Джерелс (Neil Gehrels), ведущий исследователь проекта Swift в Годдардовском центре. - Этот полет обещает быть весьма захватывающим".
Источники:
NASA SWIFT Mission Turns On, Sees a Blast Of Bursts - NASA - Swift Mission
Swift mission sees its first gamma ray bursts - New Scientist
Ссылки:
NASA вывело на орбиту исследовательский зонд Swift - "Компьюлента"
Гамма-всплески: секундные катастрофы галактического масштаба - Scientific.ru
Гамма-всплески помогают изучать нашу собственную Галактику - "Астронет"
Гамма-всплески и гравитационные линзы - "Природа", # 6, 2003 г.
Обсудить
Статьи по теме
Вселенная взрывается чаще, чем ожидалось
Космический телескоп Swift, запущенный NASA в ноябре 2004 года, "открыл" свои глаза и теперь успешно проводит наблюдения за самыми мощными взрывами во Вселенной. Менее чем за месяц ему уже удалось определить точные параметры 9 гамма-всплесков - это даже больше, чем ожидали сами астрономы.
Пульсар 3C58 прохлаждается и расставляет сети
Изучение молодого пульсара 3C58 с помощью космической рентгеновской обсерватории NASA "Чандра" позволило зафиксировать аномально быстрое охлаждение этого объекта. Полученные данные позволяют предположить, что плотность вещества пульсара на самом деле гораздо выше той, что следует из общепринятых теорий.
Обнаружен первый двойной пульсар
Самый первый двойной пульсар был обнаружен международной командой астрономов из Великобритании, Австралии, Италии и США. Открытие позволит провести более точную проверку истинности Общей теории относительности, а также впервые изучить магнитосферу пульсара.
Найдено направление "космического ливня", устроившего потоп в Солнечной системе
Едва ли не самая интригующая проблема, с которой в свое время столкнулись исследователи космических лучей, - это необходимость объяснения так называемого "колена" в спектре первичного космического излучения - избытка высокоэнергичных частиц. До сих пор однозначного объяснения этот феномен не получил, но последние исследования все увереннее связывают эту аномалию не с особенностью "работы" галактических магнитных полей или физикой межзвездного пространства, а с тем, что нас, землян, просто угораздило родиться в относительной близости от мощного "ускорителя" частиц определенной энергии, изрядно "попортившего" астрофизикам картину мира.
В центре Млечного пути найдено антивещество неизвестного происхождения
Это антивещество в принципе может образовываться за счет некоторых энергетически чрезвычайно эффективных атомных процессов, например, в ходе радиоактивного распада изотопа алюминия. Его "подпись" известна как аннигиляционная "линия 511 кэВ". Однако оказалось, что антивещества в центре Галактики слишком много для того, чтобы можно было объяснить его появление только распадом алюминия. Также ясно показано наличие множества источников антивещества - оно вовсе не концентрируется вблизи одной точки.
"Интеграл" нашел новый класс астрономических объектов
Речь идет о бинарных звездных системах, составной частью которых является черная дыра или нейтронная звезда, заключенных в плотный кокон из холодного газа. Из-за подобного кокона эти объекты остаются невидимыми для традиционных телескопов, однако "Интеграл" как раз и был задуман так, чтобы изучать подобные скрытые высокоэнергетичные явления во Вселенной, выдающие себя только посредством потоков гамма-излучения (недаром его окрестили "охотником за черными дырами").
Разрешена одна из загадок космических лучей
Казалось бы, в одной-единственной цифре не может быть ничего выдающегося, однако это позволило не только разрешить споры о месте рождения пульсара и определить размер его нейтронной звезды (а стало быть, уточнить физическую модель этого объекта), но и, возможно, открыть одну из важнейших тайн космических лучей.
Сверхновые - это взрывающиеся яйца
Взрывные волны от сверхновых имеют форму яйца, они вовсе не строго сферичны, как считалось ранее. Этот факт - то есть обнаружение такой небольшой асимметрии в процессах звездных взрывов - может сделать сверхновые еще более точным инструментом для измерений расстояний в космосе и для уточнения параметров таинственной антигравитации - темной энергии, заполняющей Вселенную.
Кокон вокруг миллисекундного пульсара Черная Вдова
Изображение таинственного пульсара Черная Вдова, полученное "Чандрой", позволило разглядеть удлиненный "кокон" из высокоэнергетических частиц вокруг этого объекта. Таким образом, подтверждается теория, согласно которой даже относительно слабо намагниченные старые нейтронные звезды могут производить мощные электромагнитные поля и ускорять частицы до высоких энергий, если они вращаются достаточно быстро.
Радиоастрономы нашли самый молодой звездный труп
Канадские исследователи считают, что им удалось идентифицировать недавно сформировавшуюся черную дыру или нейтронную звезду. По всей видимости, это открытие служит подтверждением теории, согласно которой подобные экзотические квазизвездные объекты рождаются в результате взрывов гигантских звезд.
Прорыв в компьютерном моделировании двойной системы черных дыр
Американским физикам удалось получить важный промежуточный результат в решении одной из фундаментальных и до сих пор нерешенных проблем Общей теории относительности - речь о моделировании поведения двух черных дыр, движущихся по спиралевидным орбитам вокруг общего центра масс. Ожидается, что такая двойная система представляет собой мощный источник гравитационных волн.
Черные дыры играют сами c собой в смертельный футбол
Когда сталкиваются сверхмассивные черные дыры, представляющие собой ядра соседних галактик, пространство вокруг них буквально трещит по швам, только держись! Мощнейший всплеск гравитационного излучения сообщает всему миру о том, что эти монстры яростно сливаются в одну еще более массивную черную дыру. "Пинок", который эта система получает в момент столкновения, может даже выбить получившуюся в результате черную дыру вон из родной галактики. Новое исследование описывает последствия такого межгалактического столкновения с точки зрения современной теоретической физики.
Найден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей Галактике
Группе европейских астрономов удалось найти новый неидентифицированный очень высокоэнергетичный источник гамма-излучения в нашей Галактике. Источник, обозначенный как TeV J2032+4130, обнаружен с помощью системы телескопов наземного базирования, отображающей черенковское излучение. Возможно, речь идет о целом новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения пока еще неизвестной природы.
Датчик гравитационных волн уходит под землю
Гравитационные волны - это своего рода "рябь" в пространственно- временном континууме, которая возникает тогда, когда массивные космические тела испытывают ускорение (точнее говоря, гравитационные волны излучаются массами, движущимися с переменным ускорением). Альберт Эйнштейн предположил их существование в рамках своей Общей теории относительности еще в 1915 году. Двигаться гравитационные волны должны были со скоростью света. Однако эти волны очень слабы и их регистрация до сих пор находится на грани технических возможностей.
Загадка солнечных нейтрино решена
Удалось обнаружить эффект "исчезновения" нейтрино. Этот эффект свидетельствует о том, что нейтрино имеют массу и могут осциллировать - то есть превращаться из одного типа в другой. Стандартная модель элементарных частиц, которая успешно использовалась фундаментальной физикой с 70-х годов прошлого века, требует серьезной модернизации.
Жизнь в Галактике сберегли звездные мятежники
Группа европейских астрономов выяснила, что многие звездные соседи нашего Солнца движутся по очень необычным маршрутам между спиральными рукавами Млечного пути. Согласно новому исследованию, наши звездные окрестности - это перекресток звездных дорог, где сливаются различные потоки звезд, прибывающих с разных направлений. Некоторые из этих звезд, содержащих свои планетные системы, могут на самом деле оказаться иммигрантами из бурного центрального региона нашей Галактики.
Смерть запрещенного барабанщика: впервые следы гамма-всплеска найдены в нашей Галактике
Комбинация данных, полученных от "Чандры", с наблюдениями в инфракрасном диапазоне, проведенными в обсерватории Паломар, позволила обнаружить остатки одного из самых катастрофических взрывов, случившихся в пределах нашего Млечного пути. Следы подобного явления в нашей Галактике удалось идентифицировать впервые, а сама вспышка произошла несколько тысяч лет назад.
Обнаружен новый тип космических взрывов
Российские и американские астрономы идентифицировали новый класс космических взрывов. Эти взрывы обладают большей мощью, чем взрывы сверхновых звезд, однако значительно уступают большинству "обычных" гамма-всплесков, являясь таким образом промежуточным звеном в иерархии звездных катаклизмов. Возможно, существует самая тесная связь между такими экстремальными событиями и более "привычными" вспышками сверхновых.
Жертва 1572 года выжила и дает показания
Международная группа астрономов идентифицировала выжившего компаньона звезды, которая в 1572 году наблюдалась землянами как сверхновая. Эта сверхновая связана с именем великого датского астронома Тихо Браге, проведшего тогда важнейшие наблюдения. Новое научное достижение рассматривается в качестве первого шага, позволяющего получить прямое экспериментальное доказательство в поддержку давней теории, описывающей заключительные этапы жизни этого специфического типа звезд.
Обнаружены десятки новых сверхмассивных черных дыр
Европейские астрономы обнаружили сразу три десятка сверхмассивных черных дыр, расположенных в активных ядрах далеких галактик. Это открытие стало возможным благодаря применению нового метода компьютеризованного анализа наблюдательных данных, получившего название Виртуальной Обсерватории.
Взрывающаяся галактика загрязняет Вселенную
Галактика, обозначаемая как M82, когда-то опасно сблизилась со своим соседом, и их "страстные объятия" вылились в серию взрывов и активизацию процессов формирования новых звезд, при этом факелы из раскаленного газа были выброшены на десятки тысяч световых лет в окружающее межгалактическое пространство. Теперь группа британских и американских астрономов сумела рассмотреть эти газовые облака - они выглядят как мощный поток пены, исторгнутый из какого-нибудь пожарного брандспойта.
Гигантская черная дыра поймана на месте преступления
Гигантская черная дыра в галактике RXJ1242-11, что расположена на расстоянии в миллиард световых лет от Земли, была поймана "на месте преступления" - в тот момент, когда она откусила "бочок" у звезды, похожей на наше Солнце, словно это был какой-нибудь межзвездный гамбургер. Такое явление, по словам астрономов, удалось пронаблюдать впервые. Это укрепило ученых во мнении, что черные дыры на протяжении всего времени существования Вселенной то и дело подобным образом пожирают звезды, и это может быть основным способом увеличения их массы.
Новости по теме
