В 2022 году учёные заметили странный сигнал, исходящий от самой мощной из когда-либо зафиксированной космической вспышки.
Теперь учёные утверждают, что им удалось выяснить причину этого явления: столкновение и аннигиляция материи и антиматерии, происходящие на скорости 99,9% от скорости света.
Эта космическая вспышка была гамма-всплеском (GRB), огромным выбросом гамма-излучения, который происходит, когда массивная звезда коллапсирует в чёрную дыру. По словам NASA, в процессе поглощения материи этим космическим гигантом часть вещества выбрасывается в противоположном направлении от растущей чёрной дыры, образуя мощные энергетические струи, которые пронизывают умирающую звезду.
Когда эти струи направляются к Земле, их могут обнаружить космические спутники и аппараты.
Самая яркая гамма-вспышка за всю историю наблюдений, получившая прозвище «BOAT» (сокращение от «Brightest of All Time»), официально названа GRB 221009A и была обнаружена 9 октября 2022 года. В тот момент она излучала такое огромное количество гамма-лучей в направлении нашей планеты, что все детекторы на борту космических аппаратов, вращающихся вокруг Земли, включая гамма-телескоп Ферми NASA, были переполнены.
В результате, эти детекторы отключились во время самой интенсивной части взрыва. Однако через примерно 5 минут всплеск уменьшился, и детекторы вновь возобновили свою работу. В тот момент они зафиксировали необычный пик энергии около 12 миллионов электрон-вольт, который длился около 40 секунд, согласно заявлению. Для сравнения, энергия видимого света составляет около 2-3 электрон-вольт.
«Когда я впервые увидела этот сигнал, у меня пошли мурашки», — сказала в своём заявлении ведущий исследователь Мария Эдвиге Равазио (Maria Edvige Ravasio), астрофизик из Университета Радбауд в Нидерландах и обсерватории Брера.
Учёные изучают гамма-всплески уже 50 лет, но это первый раз, когда они зафиксировали такой сигнал с высокой степенью уверенности, добавила она.
Исследователи утверждают, что странный энергетический пик является доказательством столкновения электронов и их антиматериальных партнёров, называемых позитронами, и их взаимного уничтожения. Когда эти два типа частиц аннигилируют, они обычно высвобождают энергию около полумиллиона электрон-вольт. Хотя это значительно меньше, чем 12 миллионов электрон-вольт, у исследователей есть объяснение: обнаруженные струи двигались к Земле со скоростью, близкой к световой, сжимая волны вместе. Это «синее смещение» подталкивает волну к гораздо более высоким энергетическим уровням, которые находятся на «более синем» конце электромагнитного спектра.
«Вероятность того, что эта особенность является просто шумовой флуктуацией, составляет менее одной на полмиллиарда», — сказал в своём заявлении соавтор исследования Ом Шаран Салафия (Om Sharan Salafia), астрофизик из Национального института астрофизики (INAF) — обсерватории Брера в Милане.
Эти результаты могут пролить свет на хаотичную среду внутри этих струй. И хотя мы фиксируем их уже десятилетиями, учёные до сих пор не понимают всех процессов, происходящих при их формировании.
Новые результаты были описаны в журнале Science в четверг, 25 июля.
