Похоже, «Уэбб» разгадал 20-летнюю загадку, связанную с нарушающим законы физики гамма‑всплеском

Астрономы, возможно разгадали тайну космического взрыва, произошедшего почти два десятилетия назад и, казалось бы, нарушавшего законы физики. Теперь, в новом исследовании, опубликованном 3 августа в журнале «Astrophysical Journal», астрономы раскрыли причину этого явления.

Когда в 2006 году в небе на мгновение вспыхнул гамма‑всплеск GRB 061201, астрономы зафиксировали его затухающее послесвечение, но не обнаружили в месте его происхождения никакой очевидной галактики. Обычно считается, что короткие гамма‑всплески, такие как GRB 061201, возникают, когда два чрезвычайно плотных и компактных объекта, в частности две нейтронные звезды или нейтронная звезда и чёрная дыра, входят в спиральное взаимодействие и сливаются.

Чтобы понять, что вызвало вспышку, астрономам необходимо знать, на каком расстоянии находится галактика‑хозяйка, что позволит им рассчитать истинную выделенную энергию, сфокусированность струи вспышки и другие ключевые физические свойства.

Существовали две конкурирующие теории, пытавшиеся объяснить её происхождение: либо вспышка произошла в близлежащей галактике (G1) с красным смещением z = 0,111, либо галактика‑хозяйка была просто слишком тусклой и находилась слишком далеко, чтобы её могли обнаружить существующие телескопы.

Проблема теории о близлежащей галактике заключается в том, что для соответствия свойствам всплеска потребовалась бы неправдоподобно узкая струя, что вывело бы его общую энергетическую мощность далеко за пределы обычного диапазона, наблюдаемого в других коротких всплесках.

В этом новом исследовании, возглавляемом Юханом Мао из Обсерватории «Пурпурная гора» Китайской академии наук, команда использовала данные глубокой съёмки, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и космического телескопа «Хаббл», для поиска более удалённой галактики‑хозяина, которая могла бы быть источником вспышки.

Исследуя тот же участок неба, где был обнаружен всплеск, команда обнаружила ранее не зафиксированную, чрезвычайно тусклую галактику (G2), расположенную в непосредственной близости от места всплеска. Используя характеристику её яркости в диапазоне нескольких длин волн — метод, называемый подгонкой спектрального распределения энергии, — они оценили красное смещение G2 около в z = 1,2, что согласуется с ранее полученными косвенными оценками расстояния на основе исходных данных о послесвечении.

Чтобы проверить, не может ли это быть случайным совпадением, при котором случайная, не имеющая отношения к событию фоновая галактика оказалась рядом с положением вспышки, астрономы провели статистическую проверку, которая показала вероятность «случайного совпадения» на уровне 18%.

Команда подвергла G2 тщательной проверке с помощью нескольких независимых физических тестов, что дало доказательства в пользу того, что именно она является истинной галактикой‑хозяйкой всплеска: энергетический появление вспышки гораздо лучше соответствует установленным закономерностям на данном расстоянии, поведение послесвечения взрыва более точно соответствует сценарию с большим расстоянием, а предполагаемая частота слияний гораздо лучше согласуется с показателями, измеренными независимо с помощью наблюдений гравитационных волн.

Команда отмечает, что для полного подтверждения результата в конечном итоге потребуется прямое спектроскопическое измерение расстояния до G2.