Ярчайшие взрывы во Вселенной

Каждый раз, когда происходит всплеск гамма-излучения, рождается черная дыра.

Еще одна задача - разобраться с экстремально энергичным гамма-излучением. Например, при вспышке GRB940217, наблюдавшейся с борта Обсерватории гамма-излучений Комптона, высокоэнергичные гамма-кванты регистрировались в течение часа после вспышки. Астрономы не понимают, как может поддерживаться такое жесткое и мощное послесвечение. Спутник AGILE Итальянского космического агентства, запланированный к запуску в 2004 г., будет наблюдать гамма-всплески именно высокой энергии.

Сверхчувствительный космический гамма-телескоп большой площади, предполагаемый к запуску в 2006 г., также сыграет важную роль в изучении этого явления. Другие космические обсерватории, не предназначенные специально для поиска гамма-всплесков, также внесут свой вклад в их исследование. Международная лаборатория гамма-астрофизики (Integral), запущенная 17 октября 2002 г., сможет фиксировать 10-20 гамма-всплесков в год.

А намеченный к запуску лет через десять телескоп для обзора в жестком рентгеновском излучении будет иметь чувствительный гамма-детектор, способный регистрировать тысячи гамма-всплесков. Ряд открытий в этой области показали, что гамма-всплески связаны с мощнейшими взрывами, происходящими во всех уголках Вселенной. Они позволяют нам представить Вселенную в раннюю эпоху звездообразования.

Большую часть своей жизни звезды находятся в относительно спокойном состоянии, на главной последовательности, когда в их центральных областях под действием термоядерного синтеза водород превращается в гелий. На этой стадии эволюции находится и наше Солнце. Согласно теории строения звезд, более массивные, чем Солнце, светятся ярче и быстрее сгорают. Звезда, в 20 раз массивнее Солнца, сгорает в тысячу раз быстрее.

Когда водород в ядре звезды заканчивается, оно сжимается, нагревается, и начинается слияние более тяжелых элементов: гелия, кислорода, углерода. Постепенно звезда превращается в красный гигант или в сверхгигант. Если начальная масса звезды в 8 и более раз превышает солнечную, в ее недрах смешиваются более тяжелые элементы вплоть до образования железа. Но при слиянии ядер последнего уже не выделяется энергия; напротив, для этого требуются дополнительные затраты. Поэтому звезда вдруг оказывается "без топлива". В результате начинается коллапс звезды. Ее ядро сжимается в нейтронную звезду - шар радиусом всего в 10 км, но с массой, как минимум на 40% превышающей массу Солнца. Оставшееся вещество звезды выбрасывается в пространство в виде мощного взрыва сверхновой.

Для массы нейтронной звезды существует предел - от 2 до 3 масс Солнца. Если она оказывается больше, то возможен ее дальнейший коллапс в черную дыру. Этот рубеж может быть перейден, если достаточно вещества упадет на поверхность нейтронной звезды. Но черная дыра может и непосредственно сформироваться в ходе коллапса. Звезды с начальной массой более 20 масс Солнца могут в конце жизни порождать черные дыры. Именно этот процесс естественным образом объясняет гамма-всплески.

1. Авторство: Нейл Герелс, Луиджи Пиро и Питер Леонард 
2. Об авторах: Нейл Герелс (Neil Gehrels), Луиджи Пиро (Luigi Piro) и Питер Леонар
(Peter J. T. Leonard) изучают гамма-всплески теоретически и путем наблюдений.
Герелс и Пиро в основном наблюдатели - ведущие ученые Обсерватории
гамма-излучений Комптона и спутника BeppoSAX. Леонард - теоретик.
Герелс возглавляет отдел космических лучей, гамма-лучей и гравитационно-волновой
астрофизики в Лаборатории астрофизики высоких энергий Годдардовского 
центра космических полетов (NASA). Пиро работает в Институте внеатмосферной
астрофизики и космической физики Центра ядерных исследований в Риме. 
Леонард от Корпорации прикладных научных систем обеспечивает космические
эксперименты Годдардовского центра.
3. Публикация проекта 29.01.2005