Астрономи виявили наслідки найдавнішою спалаху в спостережуваної Всесвіту

Післясвічення SGRB181123B, захоплене телескопа Gemini North. Післясвічення відмічено кружком.

Астрономи зафіксували післясвічення слабкого і швидкого сплеску, виявленого на відстані 10 мільярдів світлових років від Землі. Це післясвічення знаходиться настільки далеко, що його вік дослідники оцінюють у 3,8 мільярдів років після Великого Вибуху. Це означає, що в майбутньому ми отримаємо уявлення про те, що відбувалося в ранній Всесвіту, зможемо заглянути в далеке минуле і наблизитися до розуміння фізики того часу. Вчені вважають, що післясвічення виникла від короткого гамма-сплеску (SRGB), який є другим найбільш віддаленим з коли-небудь виявлених і першим, після якого астрономи зафіксували післясвітіння, яке послідувало за ним.

Що таке гамма-сплески?

Як британська The Independent, дослідники не очікували виявити віддалені SRGBs, так як подібні події відбуваються надзвичайно рідко і вони дуже слабкі. Автори роботи, опублікованої на пишуть, що за допомогою телескопів провели «експертизу», щоб зрозуміти середовище, навколишнє післясвітіння.

Справа в тому, що те, як виглядає його рідна галактика, може багато розповісти нам про фізику, що лежить в основі цих систем. Тепер дослідники сподіваються побачити ще багато гамма-сплесків – деякі з найбільш потужних і яскравих вибухів у всій Всесвіту, які відбуваються, коли дві нейтронні зірки зливаються – які можуть допомогти нам краще зрозуміти обставини, в яких вони відбуваються.

Астрономи вважають, що натрапили на верхівку айсберга SRGBs. Нещодавно виявлений вибух відомий як SGRB 181123B і описаний в новому дослідженні, прийнятій до публікації в журналі Astrophysical Journal Letters. SRGB відбуваються, викликають дуже короткий, дуже потужний вибух гамма-променів, які є найбільш ефективною формою світла. Як правило, кожен рік астрономи фіксують лише кілька SRGBs, які досить помітні для того, щоб продовжувати спостереження. Післясвічення від гамма-сплесків зазвичай триває декілька годин, після чого зникає. Це означає, що вловити післясвічення можна тільки після того, як воно зникне.

Короткі гамма-сплески по всій Всесвіту. У поданні художника SGRB11823B порівнюється з іншими короткими гамма-сплесками. За винятком тих випадків, коли вони виявляються гравітаційно-хвильовими обсерваторіями, гамма-сплески можуть бути виявлені з Землі тільки тоді, коли струмені енергії спрямовані на нас.

Необхідно зазначити, що здатність бачити знову відкрите, далеке післясвічення з'явилася завдяки успішній та швидкій роботі команди астрономів; сигнал обсерваторія зафіксувала Neil Gehrels Swift Observatory (SWIFT, NASA). У загальному і цілому, дослідникам вдалося отримати докладні зображення вибуху всього через кілька годин після виявлення. Зображення вийшли дуже чіткими, що дозволило точно визначити місце розташування конкретної галактики у Всесвіті.

Відстань до джерела спалаху також означає, що коли вік Всесвіту становив лише 30% від нинішнього, астрономи побачили злиття нейтронних зірок на ранньому етапі розвитку Всесвіту. Як припускають результати нового відкриття, нейтронні зірки можуть зливатися швидко, якщо у кожної з них було достатньо часу для того, щоб народитися, життя, еволюціонувати і в кінцевому рахунку померти, перш ніж об'єднатися з іншого нейтронної зіркою, тим самим породивши вибух. Насправді весь цей час Всесвіт була свого роду «підлітком». Але як саме астрономи про це дізналися?

Погляд в «космічний опівдні»

Щоб визначити точну відстань гамма-спалаху від Землі, дослідники використовували дані, отримані за допомогою інфрачервоного спектрографа лабораторії Gemini, який може вловити більш червоні довжини хвиль. Отримавши спектр шуканої галактики, астрономи зрозуміли, що їм по щасливою випадковості вдалося виявити сигнал далекого SRGB.

Після ідентифікації галактики та обчислення відстані команда змогла визначити ключові властивості батьківських зоряних популяцій усередині галактики, які і стали причиною цієї події. Оскільки SGRB181123B з'явився, коли Всесвіту було близько 30% від нинішнього віку — в епоху, відому як «космічний опівдні», — вчені отримали рідкісну можливість вивчити злиття нейтронних зірок, в ті далекі часи, коли Всесвіт була зовсім юною.

Коли стався гамма-сплеск, Всесвіт немов вирувало, у неї з неймовірною швидкістю формувалися формуються зірки і галактиками. Масивним, подвійним зіркам потрібно багато часу, щоб народитися, еволюціонувати і померти — нарешті, перетворившись на пару нейтронних зірок, які в кінцевому підсумку зіллються. Протягом довгого часу залишалося невідомим, скільки часу потрібно нейтронних зірок для злиття, особливо тим, які виробляють гамма-сплески. Виявлення SRGBs вцей момент історії Всесвіту передбачає, що коли у Всесвіті формувалося безліч зірок, пара нейтронних зірок досить легко і швидко могла зустрітися і «об'єднатися».