Обычно гамма-всплески длятся всего несколько секунд, но в очень редких случаях гамма-лучи продолжаются часами [1]. Один такой сверхдлительный гамма-всплеск был обнаружен [спутником Swift] 9 декабря 2011 года и назван GRB 111209A. Это был один из самых длинных и ярких гамма-всплесков, когда-либо наблюдавшихся.
Поскольку послесвечение от этой вспышки исчезло, оно было изучено как с помощью инструмента GROND на 2,2-метровом телескопе MPG / ESO в Ла-Силла, так и с помощью инструмента X-shooter на [Very Large Telescope] (VLT) в Паранале. Была обнаружена явная сигнатура сверхновой, позже названной SN 2011kl.
Это первый случай, когда сверхновая была обнаружена, связанная со сверхдлинным гамма-всплеском [2].Ведущий автор новой статьи, Йохен Грейнер из Института меховой внеземной физики Макса Планка, Гархинг, Германия, объясняет: «Поскольку длительный гамма-всплеск возникает только один раз на каждые 10 000–100 000 сверхновых звезд, взорвавшаяся звезда должно быть каким-то особенным. Астрономы предположили, что эти гамма-всплески исходят от очень массивных звезд — примерно в 50 раз превышающих массу Солнца — и что они сигнализируют об образовании черной дыры.
Но теперь наши новые наблюдения сверхновой SN 2011kl, обнаруженные после GRB 111209A, меняют эту парадигму для гамма-всплесков сверхдлительности ».В предпочтительном сценарии коллапса массивной звезды (иногда называемого коллапсаром) ожидается, что недельная вспышка оптического / инфракрасного излучения сверхновой будет вызвана распадом радиоактивного никеля-56, образовавшегося во время взрыва [3].
Но в случае GRB 111209A объединенные наблюдения GROND и VLT впервые однозначно показали, что этого не может быть [4]. Другие предложения также были исключены [5].
Единственное объяснение, которое соответствовало наблюдениям сверхновой после GRB 111209A, заключалось в том, что она питалась от магнетара — крошечной нейтронной звезды, вращающейся сотни раз в секунду и обладающей магнитным полем, намного более сильным, чем у обычных нейтронных звезд, которые также известны. как радиопульсары [6]. Считается, что магнитары являются наиболее сильно намагниченными объектами в известной Вселенной.
Впервые такая однозначная связь между сверхновой и магнетаром стала возможной.Паоло Маццали, соавтор исследования, размышляет о значении новых результатов: «Новые результаты служат хорошим доказательством неожиданной связи между гамма-всплесками, очень яркими сверхновыми звездами и магнетарами.
Некоторые из этих связей уже предполагались на теоретических основаниях. несколько лет, но объединение всего воедино — захватывающая новинка ».«Случай SN 2011kl / GRB 111209A заставляет нас рассмотреть альтернативу сценарию коллапсара. Это открытие приближает нас к новой и более четкой картине работы гамма-всплесков», — заключает Йохен Грейнер.[1] Обычные длительные GRB длятся от 2 до 2000 секунд.
В настоящее время известно четыре гамма-всплеска длительностью от 10 000 до 25 000 секунд — они называются сверхдлинными гамма-всплесками. Также существует особый класс более коротких всплесков гамма-всплесков, которые, как полагают, создаются другим механизмом.[2] Связь между сверхновыми и (нормальными) долгоживущими гамма-всплесками была установлена первоначально в 1998 году, в основном в результате наблюдений сверхновой SN 1998bw в обсерваториях ESO, и подтверждена в 2003 году с помощью GRB 030329.[3] Считается, что сам гамма-всплеск приводится в действие релятивистскими струями, создаваемыми материалом звезды, коллапсирующим на центральный компактный объект через горячий, плотный аккреционный диск.
[4] Количество никеля-56, измеренное в сверхновой с помощью прибора GROND, слишком велико, чтобы быть совместимым с сильным ультрафиолетовым излучением, наблюдаемым с помощью прибора X-shooter.[5] Другими предполагаемыми источниками энергии для объяснения сверхсветовых сверхновых были ударные взаимодействия с окружающим веществом — возможно, связанные со звездными оболочками, выброшенными перед взрывом — или голубая звезда-прародитель сверхгиганта.
В случае SN 2011kl наблюдения явно исключают оба этих варианта.[6] Пульсары составляют наиболее распространенный класс наблюдаемых нейтронных звезд, но считается, что магнитары развивают напряженность магнитного поля, которая в 100–1000 раз больше, чем у пульсаров.