Астрономы обнаружили два мощнейших взрыва с разницей в четыре минуты. Такого ещё не видели

Астрономы обнаружили в далёком космосе два мощнейших взрыва, произошедших с разницей всего в четыре минуты. Первый продолжался 1,7 секунды, второй — более 51 секунды. На первый взгляд ничего необычного: подобные события регулярно регистрируют космические телескопы. Однако эти два взрыва относятся к разным типам, которые обычно имеют совершенно разное происхождение. И прежде учёные никогда не наблюдали их вместе.

Речь идёт о гамма-всплесках — одних из самых мощных событий во Вселенной. Во время таких взрывов за считаные секунды высвобождается колоссальное количество энергии в виде гамма-излучения. Астрономы традиционно разделяют гамма-всплески на две категории в зависимости от продолжительности.

Короткие всплески, длящиеся менее двух секунд, обычно связывают со столкновениями и слияниями чрезвычайно плотных космических объектов, например нейтронных звёзд или чёрных дыр. Длинные, продолжительностью более двух секунд, чаще возникают при гибели массивных звёзд, когда их ядра коллапсируют и происходит взрыв сверхновой.

Но событие, получившее обозначение GRB 160425A, словно объединило оба сценария. Сначала произошёл короткий всплеск продолжительностью 1,7 секунды, затем наступило затишье, а примерно через четыре минуты последовал второй, длившийся 51,2 секунды. Причём оба были зарегистрированы в одном направлении.

Взрывы произошли 25 апреля 2016 года и были зафиксированы космической обсерваторией имени Нила Герелса «Свифт». Позднее наземные телескопы наблюдали постепенно угасающее послесвечение. Исследователям удалось определить галактику, связанную с этим событием. Возможно, она представляет собой две сливающиеся галактики.

Расстояние до неё настолько велико, что свет от взрывов добирался до Земли приблизительно 5,5 миллиарда лет. Другими словами, загадочное событие произошло почти за миллиард лет до формирования Солнечной системы.

Масштаб выделившейся энергии поражает. Если условно считать, что излучение распространялось равномерно во всех направлениях, первый всплеск соответствовал миллиардам лет работы Солнца. Второй оказался примерно втрое мощнее. Как объясняет астрофизик Бин Чжан из Гонконгского университета, даже всей энергии, которую Солнце выделит за свою жизнь, недостаточно, чтобы сравниться со вторым всплеском. Правда, в действительности гамма-излучение направлено преимущественно узкими пучками, поэтому реальная энергия взрывов существенно отличается от такой оценки.

Главная загадка заключается не столько в мощности, сколько в необычном сочетании событий. Короткие и длинные гамма-всплески хорошо известны астрономам по отдельности. Но два разных всплеска, разделённых несколькими минутами тишины и наблюдаемых в одном направлении, прежде не встречались.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, учёные рассмотрели пять возможных объяснений. Самое простое — невероятное совпадение. Возможно, два независимых взрыва произошли в разных галактиках, но почти одновременно, а их излучение случайно оказалось направлено к Земле.

Однако расчёты показывают, насколько маловероятен такой сценарий. Даже с учётом всех лет наблюдений обсерватории «Свифт» вероятность подобного совпадения оценивается примерно от одного случая на 100 тысяч до одного на 10 миллионов.

Другой вариант предполагает, что оба взрыва произошли в одной галактике, но в разных её областях. Это позволило бы объяснить совпадение направлений, однако вероятность такого сочетания событий оказывается ещё ниже.

Исследователи также попытались объяснить оба всплеска одним космическим процессом. Иногда после короткого гамма-всплеска наблюдается дополнительное, более слабое излучение. Но здесь второй взрыв оказался значительно мощнее первого, а разделявшая их пауза была необычно долгой. Поэтому считать его обычным продолжением короткого всплеска трудно.

Возможна и обратная ситуация: оба сигнала возникли при гибели одной массивной звезды. Тогда первый короткий всплеск мог быть предвестником основного взрыва. Однако и этот сценарий вызывает вопросы, поскольку ожидаемое предварительное излучение должно быть слабее наблюдавшегося.

Наконец, существует пятая гипотеза: оба всплеска действительно связаны и возникли в одной сложной системе космических объектов. В таком случае некий пока неизвестный механизм мог последовательно породить два разных типа гамма-всплесков. Но какие именно объекты участвовали в этом процессе и как он мог происходить, исследователи пока не знают.

По словам Бина Чжана, первоначально он предположил, что речь идёт о двух независимых событиях. Однако вероятность их случайного совпадения настолько мала, что приходится рассматривать общее происхождение.

При этом ни одна из пяти гипотез не даёт убедительного объяснения всех особенностей наблюдения. Астрофизик признаётся, что за более чем двадцать лет изучения гамма-всплесков ещё не сталкивался с настолько сложной задачей.

Открытие не доказывает, что существующая классификация гамма-всплесков ошибочна. Но оно показывает, что в природе могут происходить события, которые не укладываются в привычное разделение на короткие и длинные взрывы. И пока остаётся неизвестным, какой именно космический механизм способен их объединить.