На 2-ри юли 2025 г. космическите обсерватории фиксираха изригване. Изглежда,

На 2-ри юли 2025 година галактическите обсерватории фиксираха изригване. Изглежда, че Вселената непрекъснато генерира мощни енергийни излъчвания. Но този сигнал не отшумя. Той продължи секунди, по-късно минути, а след това часове. Неговата обща дълготрайност беше към 25 000 секунди, или съвсем седем часа. По стандартите на астрономията това е извънредно дълго време.

Събитието, обозначено като GRB 250702B, е най-дългото гама-изригване, записано в миналото. Но най-интересната част не е единствено необикновената му дълготрайност. Данните демонстрираха набор от свойства, които от позиция на актуалната астрофизика не би трябвало да съществуват в един галактически обект.

Какво съставлява гама-изригването?

Първо, дано разберем какво съставляват гама-изригванията. Това са най-мощните електромагнитни прояви във Вселената, които за няколко секунди могат да освободят повече сила, в сравнение с нашето Слънце за целия си 10 милиарден живот.

Традиционно те се разделят на два типа:

Кратки (по-малко от 2 секунди) – резултат от сливането на две неутронни звезди или на неутронна звезда и черна дупка. Дълги (от 2 секунди до няколко минути) – провокирани от колапса на солидни звезди. Когато една звезда, десетки пъти по-тежка от Слънцето, изчерпи горивото си, нейното ядро се свива в черна дупка. Заобикалящата я материя пада върху нея, образувайки диск, който задвижва ултрарелативистични струи – тясно фокусирани потоци от частици, движещи се със скорост, близка до светлинната. Тези струи, пробивайки през останките на звездата, генерират гама лъчи.

Сега става по-ясно за какво GRB 250702B с дълготрайност 25 000 секунди е привлякъл толкоз огромно внимание – процеси с такава дълготрайност до момента не бяха известни.

На горната графика е показан целият интервал на гама-изригването GRB 250702B по данни от три телескопа: Konus-Wind, Psyche-GRNS и Fermi-GBM. Горната графика демонстрира целия интервал на гърмежа. Фазата на главното лъчение стартира на към 46,074 секунди (T0+46,074 s) и продължава най-малко до 71,600 секунди. Пропуските в данните значат, че експлоадирането е имало интервали на мъртвило. На долната графика е в детайли показан най-яркият миг от експлоадирането.

Портретът на едно невероятно събитие

Анализът на данните от GRB 250702B разкрива два спорни обстоятелството.

Първо: изключителната дълготрайност. Почти седемчасово експлоадиране значи, че източникът на сила би трябвало да е необикновено постоянен и да има голям ресурс от гориво. Стандартният колапс на една звезда просто не може да поддържа толкоз дълъг развой. Материята в диска към новородена черна дупка се изчерпва за минути.

Второ: бързото вибриране. Въпреки общата дълготрайност самият сигнал не беше еднообразен, а трептеше много постоянно. Този параметър, наименуван минимално време на колебливост, е директно обвързван с размера на източника. За да може един обект да трансформира яркостта си толкоз бързо, той би трябвало да е доста стилен, с размерите на звезда или по-малък. Това демонстрира, че в центъра на процеса е имало черна дупка със звездна маса, а не някакъв великански обект.

Именно тук поражда парадоксът. Как един дребен, стилен обект би могъл да задвижи събитие, което е траяло часове?

Според днешните теории в случай че черна дупка попадне в звезда, тя евентуално ще я погълне от вътрешната страна, само че процесът е комплициран и зависи от размера и скоростта на черната дупка. По-малка черна дупка може да премине напряко през нея, предизвиквайки „ звездотресение “ след първичното прекосяване, а по-късно да стартира по-голяма орбита, с цел да погълне звездата с течение на времето. По-голяма черна дупка би провокирала по-непосредствено приливно опустошение, като притегля звездната материя, с цел да образува акреционен диск.

Защо общоприетите модели не работят?

Изследователите започнаха методично да ревизират всички известни сюжети. Само че всеки от тях се разминаваше с обстоятелствата.

Класическият колапс на звезда (колапсар)? Той не се вписва. Нито един модел на въртене на звездата не може да изясни по какъв начин да се поддържа акрецията – рухването на материята върху черна дупка – в продължение на седем часа. Горивото би се изчерпало два порядъка по-бързо. Приливен колапс на звезда от свръхмасивна черна дупка? Този сюжет включва звезда, която се доближава прекомерно покрай свръхмасивна черна дупка в центъра на галактиката и бива раздрана от нейната гравитация. Такива събития могат да продължат дълго време. Проблемът е, че свръхмасивните черни дупки са великански обекти. Техният размер не им разрешава да генерират бързи, субсекундни вибрации. Освен това GRB 250702B не се е случил в центъра на галактиката, а в нейните околности. Сливане на неутронни звезди? Напълно неправилна времева канара. Тези събития провокират къси експлоадирания.

Когато всички общоприети теории бяха изключени, стана ясно, че уредите са разкрили изцяло ново събитие, което изисква пояснение.

Проверката на GRB 250702B в сходство със „ общоприетите правила “ за гама-изригванията. Графиките демонстрират общоприетите зависимости на Амати (вляво) и Йонетоку (вдясно), които свързват силата на експлоадирането с неговата мощ. Повечето постоянно срещани събития попадат в плануваните области. GRB 250702B (отбелязан със звездичка) е очевидно изключение. Енергията му е извънредно висока за неговата бляскавост, което го слага надалеч отвън общоприетата взаимозависимост

Какво ще се случи, в случай че черна дупка падне в звезда?

Един от моделите, които могат да обяснят необичайния темперамент на GRB 250702B, допуска, че това не е детонация на звездата, а нейното постепенно и методично усвояване от вътрешната страна.

Моделът конструира двойна система: неостаряла, солидна хелиева звезда (която е изхвърлила външната си атомна обвивка) и нейния сателит – черна дупка със звездна маса. С течение на времето звездата се уголемява, а черната дупка навлиза в нейната разредена външна атмосфера.

Това, което се случва по-късно, е следното:

Спирално потапяне. Движейки се навътре в звездата, черната дупка изпитва търкане, губи сила и стартира да се спуска по серпантина към ядрото. Вътрешно усвояване. След като доближи плътното ядро, тя стартира интензивно да гълтам неговата материя. Около черната дупка се образува свръхгорещ акреционен диск. Започват да се появяват струи. Този диск, както и при естествен колапсар, зарежда мощни струи. След като се разпилян от вътрешната страна на открито, тези потоци от частици генерират следеното от астрономите експлоадиране на гама-лъчи.

Моделиране работата на „ мотора “ на гърмежа: по какъв начин сливането със звезда трансформира черната дупка в свръхмощен генератор. Горната графика: демонстрира по какъв начин черната дупка се завърта до оптималната си скорост, поглъщайки материята на звездата. Това лишава десетки хиляди секунди

В последна сметка моделът съумява да позволи главното противоречие. Компактният източник на сила е черна дупка със звездна маса, което изяснява бързото вибриране. Но източникът на гориво към този момент не се лимитира единствено до останките от една звезда. Черната дупка получава достъп до големия ресурс от материя в ядрото на звездата-спътник и, което е по-важно, до орбиталния подтик на цялата система.

Нещо повече, този модел предвижда две други детайлности, които са доказани от наблюденията. Първо, би трябвало да има забележима разлика във времето сред началото на процеса (когато черната дупка едвам стартира да се спуска в звездата) и пика на гама-излъчването. Всъщност рентгеновите телескопи са засекли по-слабо лъчение в деня преди главното експлоадиране. Второ, след такова събитие не би трябвало да остане ярка свръхнова, защото звездата е била разградена от вътрешната страна, а не взривена. Телескопът „ Джеймс Уеб “, който следи този сектор от небето, не откри доказателства за свръхнова.

Малко песимизъм

Макар и безапелационен, моделът на потапянето на черна дупка към момента е догадка, построена върху едно-единствено събитие. Науката изисква статистика, а един-единствен случай, колкото и идеално да се вписва в теорията, може да се окаже просто изключение. Освен това всеки модел е опростяване на най-сложните физически процеси. Изчисленията, описващи придвижването на черна дупка в звезда и успеваемостта на генериране на струите, се основават на редица догатки. Колко удобни би трябвало да са събитията, с цел да се осъществя сходен сюжет? Ако се изисква прекомерно стеснен набор от условия, то тези събития ще бъдат извънредно редки.