В гамма-астрономии гамма -всплески ( GRB ) представляют собой взрывы огромной энергии, которые наблюдались в далеких галактиках . Это самые энергичные и яркие электромагнитные явления со времен Большого Взрыва . [1] Всплески могут длиться от десяти миллисекунд до нескольких часов. [2] [3] [4] После первоначальной вспышки гамма-излучения обычно возникает долгоживущее «послесвечение» на более длинных волнах ( рентгеновское , ультрафиолетовое , оптическое , инфракрасное , микроволновое ирадио ). [5]
Считается, что интенсивное излучение большинства наблюдаемых гамма-всплесков испускается во время сверхновой или сверхяркой сверхновой , когда массивная звезда взрывается, образуя нейтронную звезду или черную дыру .
Подкласс гамма-всплесков («короткие» вспышки), по-видимому, возникает в результате слияния двойных нейтронных звезд . Причиной вспышки предвестника, наблюдаемой в некоторых из этих коротких событий, может быть развитие резонанса между корой и ядром таких звезд в результате массивных приливных сил, испытанных за секунды до их столкновения, в результате чего вся кора звезды разбиться. [6]
Источники большинства гамма-всплесков находятся на расстоянии миллиардов световых лет от Земли , а это означает, что оба взрыва чрезвычайно энергичны (типичный всплеск высвобождает столько же энергии за несколько секунд, сколько Солнце выделит за все 10 миллиардов лет своей жизни) [7] . ] и крайне редко (несколько на галактику за миллион лет [8] ). Все наблюдаемые гамма-всплески произошли за пределами галактики Млечный Путь , хотя родственный класс явлений, мягкие гамма- вспышки-повторители, связаны с магнетарами в пределах Млечного Пути. Было высказано предположение, что гамма-всплеск в Млечном Пути , направленный прямо на Землю, мог вызватьсобытие массового вымирания . [9]
Впервые гамма-всплески были обнаружены в 1967 году спутниками Vela , которые были разработаны для обнаружения скрытых испытаний ядерного оружия ; после тщательного анализа это было опубликовано в 1973 году. [10] После их открытия были предложены сотни теоретических моделей для объяснения этих всплесков, таких как столкновения между кометами и нейтронными звездами . [11] Было мало информации для проверки этих моделей до обнаружения в 1997 году первых рентгеновских и оптических послесвечений и прямого измерения их красных смещений с помощью оптической спектроскопии и, следовательно, их расстояний и выходной энергии. Эти открытия и последующие исследования галактик исверхновые , связанные со вспышками, уточнили расстояние и яркость гамма-всплесков, окончательно поместив их в далекие галактики.
Гамма-всплески впервые наблюдались в конце 1960-х годов с помощью американских спутников Vela , которые были созданы для обнаружения импульсов гамма-излучения, испускаемого испытанным в космосе ядерным оружием. Соединенные Штаты подозревали, что Советский Союз мог попытаться провести секретные ядерные испытания после подписания Договора о запрещении ядерных испытаний в 1963 году. гамма-излучения в отличие от любой известной сигнатуры ядерного оружия. [13] Не зная, что произошло, но не считая этот вопрос особенно срочным, команда Лос-Аламосской национальной лаборатории под руководством Рэя Клебесадела, отправил данные для расследования. По мере запуска дополнительных спутников Vela с более совершенными инструментами команда из Лос-Аламоса продолжала находить в своих данных необъяснимые гамма-всплески. Анализируя разное время прибытия всплесков, обнаруженных разными спутниками, команда смогла определить приблизительные оценки положения на небе 16 всплесков [13] и окончательно исключить их земное или солнечное происхождение. Вопреки распространенному мнению, данные никогда не были засекречены. [14] После тщательного анализа результаты были опубликованы в 1973 году в журнале Astrophysical Journal под названием «Наблюдения за гамма-вспышками космического происхождения». [10]