Гамма-всплеск не гас месяц. Физикам пришлось искать ему топливо

Гамма-всплеск — самый яркий взрыв во Вселенной, и обычно он похож на фотовспышку: ослепил и погас. Длится такой выброс от нескольких секунд до пары суток. Но вспышка под номером GRB 220706A отказалась подчиняться этому правилу и продержалась около месяца. Чтобы понять, почему это так озадачило астрофизиков, придётся вспомнить один из самых строгих законов природы, открытый задолго до того, как кто-то увидел гамма-лучи.

Гибель массивной звезды обычно занимает мгновения

Самые мощные гамма-всплески учёные связывают со смертью тяжёлых звёзд. Когда у такой звезды кончается топливо, её ядро больше не может держать собственный вес и рушится внутрь. На месте ядра рождается чёрная дыра, а вдоль её оси вырываются узкие струи вещества, которые и светят в гамма-диапазоне.

Весь этот механизм астрономы называют центральным двигателем. Он работает бурно, но недолго: вещество, которое его кормит, быстро заканчивается. Поэтому вспышка гаснет почти так же стремительно, как вспыхнула. По крайней мере, так считалось до этого случая.

GRB 220706A не захотел гаснуть

Двигатель этой вспышки проработал на 20 дней дольше, чем прежний рекордсмен. Для явления, которое привыкли мерить секундами, это всё равно что спичка, горящая неделю. Классические модели коллапса звезды такого не допускают: в них просто неоткуда взяться столь затяжному выделению энергии.

Здесь и появляется главный вопрос всей истории. Энергия не берётся из ниоткуда. Если вспышка горела месяц, у неё был запас, которого в стандартной картине нет. Где он прятался?

Закон сохранения энергии требует найти кладовую

В середине XIX века Юлиус Майер, Джеймс Джоуль и Герман Гельмгольц пришли к идее, которая сегодня кажется очевидной: энергия не появляется и не исчезает, она только переходит из одной формы в другую. Движение превращается в тепло, тепло — в работу, химическая энергия угля — в ход паровоза. Общая сумма остаётся прежней.

Тогда это было вовсе не очевидно. Вокруг всё словно теряло силу: катящийся шар останавливался, костёр догорал. Понадобились точные опыты, чтобы увидеть, что энергия никуда не пропадает, а лишь меняет облик. Из закона следует жёсткий вывод: вечный двигатель невозможен, а любое долгое свечение означает, что где-то есть резервуар. Именно этот резервуар астрономы и стали искать.

Магнетар мог работать как раскрученный маховик

Учёные из Бирмингемского университета предложили неожиданного кандидата — магнетар. Это сверхплотный остаток звезды с чудовищным магнитным полем. Самая поразительная деталь: такой объект может вращаться со скоростью около тысячи оборотов в секунду.

Представьте тяжёлый маховик, который раскрутили до предела. Даже когда мотор выключен, он долго отдаёт накопленную энергию, постепенно замедляясь. Магнетар мог делать то же самое: энергия его бешеного вращения понемногу перетекала во вспышку и не давала ей угаснуть целый месяц. Но у загадки есть и другое возможное решение.

Читайте также: ИИ учится только на прошлом и потому принимает собак за волков

Или звезда была слишком огромной, чтобы умереть быстро

Вторая гипотеза ищет запас энергии не в остатке, а в самой погибшей звезде. Ударная волна взрыва могла врезаться в плотные газовые оболочки, которые звезда сбросила незадолго до гибели. Но для этого светило должно быть колоссальным: по расчётам авторов, его радиус примерно в тысячу раз больше солнечного. Такие гиганты относятся к редкому классу голубых сверхгигантов.

У звезды таких размеров вещество падает к центру гораздо дольше, и двигатель получает топливо порциями. Отсюда и долгая жизнь энергетической струи. Обе версии пока остаются гипотезами: событие единственное, и выбрать между ними по одной вспышке нельзя. Дальше астрономы рассчитывают на рентгеновский телескоп Einstein Probe, который поможет искать другие сверхдлинные всплески и сравнивать их между собой.

Закону сохранения энергии почти два века, и он по-прежнему работает как компас. Когда космос выдаёт свет, которого не должно быть, физики не отменяют законы, а ищут скрытую кладовую. Иногда в ней оказывается раскрученный звёздный маховик, иногда — исполин размером в тысячу Солнц. Другие истории о том, как старые идеи объясняют новые открытия, собраны в разделе статьи.

Ещё в «Высоких технологиях»

Амфибия вернулась с суши в море. И это главный урок эволюцииЕдва заметная рябь стала галактиками: модель Lumina показала, как1200 ИИ-агентов сговорились без командира. Так устроен любой рой

Все материалы раздела →