Наблюдения в обсерваториите Ла Сила и Паранал в Чили на

Наблюдения в обсерваториите Ла Сила и Паранал в Чили на Европейската южна обсерватория (ESO) за първи път показали връзката сред доста продължителна гама-експлозия и извънредно ярка свръхнова.

Наблюденията посочили, че силата на гърмежа на тази свръхнова е обвързвана не с радиоактивен разпад, както нормално, а с силата на свръхсилни магнитни полета към другоземен обект – магнетар. Изследването е оповестено в сп. Nature.

Гама-експлозиите (GRB) са събития, свързани с най-големите след Големия гърмеж взривни процеси във Вселената. Гама-лъчите се задържат в земната атмосфера, по тази причина гама-експлозиите се записват от орбитални телескопи, чувствителни към тази високоенергийна област от електромагнитния набор, а по-късно откриването им се наблюдава на по-дълги талази с други телескопи, както галактически, по този начин и наземни.

Обикновено гама-експлозиите не престават единствено няколко секунди. Но в доста редки случаи те могат да не престават часове. Една такава ултрадълга детонация на 9 декември 2011 година е била записана от изкуствения сателит на Земята Swift. Тя е получила обозначението GRB 111209A и се оказала най-дългата и ярка от всички следени гама-експлозии.

Когато светенето на тази детонация отслабнало, то било изследвано с инструмента GROND на 2.2-метровия телескоп MPG/ESO в Ла Сила, както и с приемника X-shooter на Very Large Telescopе (VLT) в Паранал. Оказало се, че тази гама-експлозия е обвързвана със свръхновата SN 2011kl и това е първият случай на потвърдена връзка сред звезда и свръхдълга GRB.

Водещият създател на проучването Йохан Грайнер (Jochen Greiner) от Института по извънземна физика „ Макс Планк “, изяснява: „ Една гама-експлозия се пада на 10 000 – 100 0000 свръхнови, а това значи, че с цел да се породи подобен гърмеж, звездата би трябвало да е специфична. Преди астрономите смятаха, че гама-експлозиите се случват, когато се взривява звезда с доста огромна маса, към 50 Слънца, и че такава детонация е сигнал за образуването на черна дупка. Нашите нови наблюдения на свръхновата SN 2011kl, открита по следите на GRB 111209A, трансформира визиите за ултрадългите GRB. “

В обичайния сюжет колапсът на солидна звезда (понякога подобен обект се назовава колапсар) продължаващият към няколко седмици изблик на оптично и инфрачервено излъчване се провокира от разпада на радиоактивен никел-56, образуващ се при гърмеж на свръхнови.

Но в тази ситуация с GRB 111209A съпоставянето на данните, получени от наблюденията, за първи път с яснота демонстрира, че този сюжет не се извършва. Наложило се да бъдат отхвърлени и някои други догатки.

Единствено задоволително пояснение на наблюденията на свръхнова, обвързвана с гама-експлозията GRB 111209A, било това, че взривяващият се обект е бил магнетар – дребна неутронна звезда, въртяща се с периодичност стотици обороти в секунда и притежаваща доста по-силно-магнитно поле от нормалните неутронни звезди – радиопулсарите.

Смята се, че магнетарите са най-силно намагнитените обекти в известната ни част от Вселената. Толкова ясна връзка сред свръхнова и магнетар се открива за пръв път.

Паоло Мазали (Paolo Mazzali), съавтор на проучването, акцентира: „ Открити са непредвидени връзки сред GRB, доста ярки свръхнови и магнетари. Някои от тези връзки към този момент няколко години се преглеждат от теоретиците, и е удивително, че те по този начин добре се съгласуват. “

„ Случаят с SN 2011kl/GRB 111209A дава опция на сюжета за колапсарите. Тази находка ни доближава доста по-близо към ново, по-ясно схващане на механизма на GRB “, заключава Йохан Грайнер.

Типичната дължина на гама-експлозиите продължава от 2 до 2000 секунди. Регистрирани са четири свръхдълги GRB с дълготрайност от 10 000 до 25 000 секунди. Съществува отличаващ се по характерности клас къси гама-експлозии, които явно се провокират от други механизми.

Връзката сред свръхновите и нормалните дълги гама-експлозии е била открита през 1998 година, главно вследствие на наблюдения на свръхновата SN 1998bw и е доказана през 2003 година с GRB 030329.

Смята се, че самата гама-експлозия черпи сила от релативистките изхвърляния на вещество (джетове), които се образуват при колапс на звездно вещество във формата на пламнал и компактен акреционен диск на централен стилен обект.

Количеството никел-56, измерено в свръхнова благодарение на приемника GROND, е прекомерно огромно, с цел да може да изясни жестокото ултравиолетово излъчване, записано от инструмента X-shooter.

Като различен източник на сила, който може да изясни свръхвисоката бляскавост на свръхновите, е обсъждано ударното взаимоотношение със заобикалящото свръхновата вещество (възможно останки от звездни обвивки, изхвърлени преди взрива). Високата светимост би могла да се изяснява и с това, че предходник на такава свръхнова е бил наследник свръхгигант. Но в тази ситуация с SN 2011kl наблюденията изрично изключват тези две благоприятни условия.

Пулсарите са най-разпространената форма на следени неутронни звезди, само че при магнетарите се развива магнитно поле 100 – 1000 пъти по-силно от това на пулсарите.

ESO