9 октября 2022 года астрономы зафиксировали событие, потрясшее научный мир — гамма-всплеск GRB 221009A. Это событие получило прозвище BOAT, что расшифровывается как «Brightest Of All Time» — «Самый яркий за всю историю». Взрыв настолько мощный, что с момента открытия и до настоящего времени продолжает вызывать вопросы и удивление в научном сообществе. Несмотря на интенсивное изучение и сбор данных с многочисленных космических и наземных обсерваторий, природа этого феномена все еще остается во многом загадкой. Гамма-всплески в принципе относятся к самым мощным и за короткий промежуток времени способны выделять колоссальное количество энергии.
GRB 221009A стал ярчайшим и самым энергичным из известных наблюдений. Что представляют собой гамма-всплески? Эти космические феномены — это внезапные, но сверхмощные вспышки гамма-излучения, возникающие при разрушительных событиях в далеком космосе. За секунды они могут выделять столько энергии, сколько наше Солнце выделяет за все время более чем за 10 миллиардов лет. Несмотря на колоссальную мощность, наблюдать за ними крайне сложно: гамма-лучи рассеиваются и ослабевают при прохождении огромных расстояний между звездами и галактиками. Обычно источниками таких взрывов являются далекие галактики, удаленные от Земли на миллионы световых лет.
Так, BOAT находился примерно в 2,4 миллионах световых лет от нашей планеты, что в космическом масштабе считается соседним районом Вселенной. Гамма-всплески бывают двух основных типов. Короткие гамма-всплески длятся от долей секунды до нескольких секунд и считаются результатом слияния нейтронных звезд — крайне плотных и тяжелых звездных остатков. Длинные гамма-всплески, к которым относится и BOAT, продолжаются от нескольких минут и связаны с гибелью массивных звезд в смогшемся сверхновом взрыве, приводящем к образованию черных дыр. Именно эта категория занимает особое место в астрономии, так как порождает самые экстремальные энергетические явления во Вселенной.
После своего открытия BOAT был быстро зафиксирован несколькими космическими обсерваториями, включая телескоп NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope и спутник Swift Observatory. В дальнейшем за ним наблюдала международная команда ученых с помощью наземного Large-Sized Telescope prototype (LST-1) на обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на Канарских островах. Несмотря на то, что телескоп находился в стадии тестирования, а на небе полная луна, мешающая наблюдениям, астрономы смогли проследить активность взрыва в течение 20 дней и получить ценные данные для анализа. Ученых особенно заинтересовали особенности формирования джетов — узконаправленных струй ионизованной плазмы, которые выбрасываются из центра взрыва на большой скорости. Традиционные теории предполагали, что эти джеты имеют форму буквы Т, где быстрый центральный поток сопровождается широким потоком плазмы с меньшей скоростью.
Однако наблюдения BOAT показали иную картину — джет представлял собой единую структуру, состоящую из быстрого центрального потока, окруженного более медленным потоком плазмы. Этот неожиданный результат бросает вызов существующим моделям и требует пересмотра представлений о природе и динамике гамма-всплесков. Возраст BOAT — около трех лет с момента открытия — стал периодом интенсивных исследований, во время которых команда ученых раскрыла множество новых фактов о свойствах и влиянии такого мощного космического события. Во время самого взрыва выделяется гамма-излучение, однако наибольший интерес представляет наблюдение за последующим послесвечением, которое может длиться часы, дни, иногда месяцы. Послесвет — это излучение в разных диапазонах энергии, от рентгеновских лучей до радиоволн, и его изучение позволяет проследить процессы, происходящие после первичного взрыва и лучше понять механизмы его формирования.
Само по себе событие BOAT уникально — такие мощные взрывы согласно оценкам астрономов случаются примерно раз в 10 000 лет в нашей наблюдаемой Вселенной. В этом заключается не только его научная ценность, но и сложность для ученых — каждая подобная встреча дает уникальную возможность заглянуть в процессы, формирующие экстремальные энергетические явления и способствует развитию теорий о жизни и смерти звезд. Изучение BOAT способствует расширению знаний о происхождении черных дыр, тяжелых элементах, образующихся в результате сверхновых взрывов, а также о влиянии гамма-всплесков на окрестное космическое пространство. Например, подобные события могут влиять на формирование звездных систем, а выбросы ультраэнергетичных частиц могут оказывать влияние на химический состав соседних газовых облаков. Помимо фундаментальной науки, информация о таких экстремальных процессах имеет значение и для понимания истории нашей собственной галактики и окружающей среды.
Гамма-всплески, особенно дальние и мощные, могут потенциально повлиять на биологические процессы на планетах, если находиться слишком близко, способствуя мутациям и катастрофическим изменениям в атмосфере. BOAT представляет собой редкую возможность получить экспериментальные данные, позволяющие развивать и тестировать модели, описывающие жизнь звезд и условия, приводящие к самым драматичным взрывам во Вселенной. Ученые продолжают работать с собранными данными, пытаясь лучше понять физику джетов, природу излучения и связи с типом исходной звезды. Разгадка загадок BOAT позволит не только заглянуть в тайны самых мощных взрывов Вселенной, но и даст ключ к пониманию космических процессов, которые лежат в основе формирования черных дыр и эволюции галактик. Исследования гамма-всплесков могут помочь ответить на вопросы о том, как формируются и эволюционируют элементы, составляющие наш мир.
В обозримом будущем астрономы рассчитывают использовать новые, более чувствительные телескопы и космические миссии, чтобы обнаружить и изучить подобные события с ещё большей детализацией. Совместная работа астрономов из разных стран и использование различных методов наблюдения обеспечит глубокое понимание механики и последствий таких уникальных взрывов. Таким образом, BOAT остается ключевым объектом в исследованиях космических катастроф. Его изучение помогает расширить наши знания о природе Вселенной, дает представление о максимальных энергетических процессах и напоминает о бескрайних и захватывающих тайнах, которые еще предстоит раскрыть человеку в бескрайних просторах космоса.
