11.11.2010
Астрономы предполагают, что быстро вращающиеся нейтронные звезды могут быть источниками коротких всплесков гамма-излучения.
Для мощнейших всплесков гамма-излучения, периодически наблюдающихся астрономами, необходим колоссальный источник энергии, огромная космическая "энергостанция". Но природа такой "станции", генерирующей различные виды электромагнитного излучения, была предметом дискуссий на протяжении 20 лет.
Новое открытие, о котором сообщили 3 ноября в Аннаполисе (США) на конференции, посвященной мощным космическим излучениям, дает повод предположить, что быстро вращающиеся магнетары, которые имеют сильнейшие известные сегодня магнитные поля во Вселенной, могут быть источниками вспышек гамма-излучения.
Магнетары, в последние несколько минут перед тем, как под действием собственного веса превратиться в черную дыру, могут быть причиной возникающих продолжительных всплесков гамма-излучения, которые длятся более двух секунд. Расчеты Пола О'Брайена (Paul O’Brien), Антонии Роулинсон (Antonia Rowlinson) и их коллег из Лестерского университета в Англии показали, что магнетар может быть также источником и коротких гамма-всплесков. Такие 36-миллисекундные вспышки, получившие название GRB 090515, наблюдались 15 мая 2009 года спутником НАСА "Swift". Короткие гамма-всплески могут составлять около 10 процентов от всех всплесков излучения в космосе, хотя оценки и различаются. "Если модель магнетара окажется верной, то это будет означать, что существуют намного большие скопления звезд, являющихся источниками гамма-всплесков, чем это предполагалось ранее" – говорит О'Брайен.
Сторонники гипотезы о магнетарах, как источниках гамма-излучения, приводят два факта, подтверждающих их мнение. Во-первых, энергии вращения этих звезд, которые совершают до 100 оборотов в секунду вокруг своей оси, достаточно для возникновения гамма-всплесков. Кроме того, короткоживущий магнетар может быть источником короткого, но устойчивого рентгеновского послесвечения, которое следует сразу после продолжительных всплесков. В отличие от тлеющего уголька, эти необычные рентгеновские послесвечения имеют постоянную яркость до тех пор, пока вдруг внезапно не гаснут.
При анализе послесвечения короткого всплеска GRB 090515, команда во главе с О'Брайеном и Роулинсон обнаружила, что рентгеновское излучение было необычно устойчивым и резко снижалось лишь через несколько сотен секунд, что было также характерно для недавно наблюдавшихся десяти продолжительных гамма-всплесков. Полученные результаты будут опубликованы в новом выпуске журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
"Кроме магнетара нет никаких других разумных моделей для объяснения резкого падения устойчивого рентгеновского послесвечения" – считает теоретик Петер Месарош (Péter Mészáros) из Университета штата Пенсильвания. "Анализ всплесков GRB 090515 повышает вероятность того, что наряду с продолжительными всплесками гамма-излучения магнетары в переходных, неустановившихся режимах являются источниками коротких всплесков гамма-излучения" – говорит он.
Так как у магнетаров есть максимальная скорость вращения, то энергия, которая может выделиться, ограничена. Эта энергия не может превышать трети от 1052 эрг (1 эрг = 0,6 ТэВ), что соответствует энергии покоя 3% массы солнца. "Всплески более высоких энергий должны быть обусловлены черными дырами" – говорит Брайан Метцгер (Brian Metzger) из Принстонского университета.
"Более точные оценки энергии всплесков и их послесвечения могут дать ответ на вопрос, что является источником мощных всплесков гамма-излучения: черная дыра или магнетар" – говорит астрофизик Эдо Бергер (Edo Berger) из Гарвардского университета. Такие оценки могут быть получены только в начале следующего года, когда Бергер начнет использовать модернизированный массив из 27 радиотелескопов (VLA) в Сокорро (Нью-Мексико, США) для изучения радиоволнового послесвечения всплесков. Фронт радиоволнового послесвечения имеет особенно простую сферическую форму, что позволяет легко вычислить энергию, которую переносит излучение.
