Радиотелескоп ALMA исследовал гамма-всплеск, скрытый под слоем космической пыли

Самыми мощными взрывными процессами во Вселенной являются гамма-всплески (GRB) - высокоэнергетические выбросы в удаленных галактиках. Они классифицируются на короткие (длительностью менее 2 секунд) и длинные, которые длятся более 2 секунд. За это время обычный гамма-всплеск выбрасывает огромное количество энергии: примерно столько же, сколько бы произвело Солнце за 10 миллиардов лет.

Большинство гамма-всплесков может наблюдаться в оптическом диапазоне, как например это было с самым ярким за последнее время всплеском GRB 130427A. Однако, некоторые из них остаются в тени. Такие вспышки получили название "темные всплески". На этот счет у астрономов имелась только гипотеза, которая заключается в том, что пылевые облака скрывают гамма-всплески в оптическом диапазоне.

С развитием технологий интенсивность исследования гамма-всплесков возрастает: ученые пытаются все больше разузнать об их природе. Согласно предположениям, предшественники GRB могут быть найдены в активных областях звездообразования, в которых сконцентрирован молекулярный газ. До сегодняшнего дня астрономы не могли получить должных подтверждений этого предположения: группа японских астрономов, воспользовавшихся мощью радиотелескопа ALMA смогла зарегистрировать радиоизлучение молекулярного газа.

Руководитель группы Бунё Хацукаде (Bunyo Hatsukade) из Национальной астрономической обсерватории Японии и его коллеги занимались изучением двух "длинных" всплесков GRB 020819B и GRB 051022, которые находятся в разных галактиках на расстоянии 4,3 и 6,9 млрд. световых лет, соответственно.

“Больше десяти лет мы искали молекулярный газ в галактиках с гамма-всплесками, используя для этого различные телескопы по всему земному шару. Наконец, благодаря мощи телескопа ALMA, мы добились успеха и теперь мы очень довольны”, - сказал Котаро Коно (Kotaro Kohno), профессор Токийского университета и член исследовательской группы.

Кроме того, с помощью ALMA, астрономы смогли установить, как распределяется молекулярный газ и пыль вокруг гамма-всплесков. Так, в результате наблюдения за GRB 020819B было установлено, в окрестностях галактики содержится высокая концентрация космической пыли, в то время, как молекулярный газ сконцентрирован в центре.

“Мы никак не ожидали, что гамма-всплески происходят в столь богатой пылью среде с низким отношением молекулярного газа к пыли. Получается, что GRB происходят в среде, резко отличающейся от типичной области звездообразования”, - говорит Бунё Хацукаде.

Это наталкивает на мысль о том, что массивные звезды, находящиеся на стадии завершения своего жизненного пути, успевают изменить свойства окружающей среды.

Касаемо причин различия в концентрации пыли и молекулярного газа участники исследования имеют следующее мнение: "возможным объяснением высокого относительного содержания пыли по сравнению с молекулярным газом в области гамма-всплеска является различие в реакции газа и пыли на ультрафиолетовое излучение. Так как межатомные связи, благодаря которым существуют молекулы, легко разрушаются ультрафиолетовым излучением, молекулярный газ не может долго существовать в среде, пронизанной сильным ультрафиолетовым излучением, которое испускают горячие массивные звезды в областях звездообразования".

“Результаты, которые мы получили, превосходят наши ожидания. Теперь надо провести новые наблюдения других галактик с гамма-всплесками, чтобы выяснить, насколько такая среда является общей для разных гамма-всплесков. Мы с нетерпением ждем новых исследований с улучшенными возможностями телескопа ALMA”, - заключает Хацукаде.