27.03.2020
Для объяснения различных космических явлений ученые часто используют теоретические модели. Перспективную работу проделали астрофизики НИЦ «Курчатовский институт», предложив подходы, получившие высокую оценку в мире. Так, модель «обдирания», разработанная специалистами, открыла новые возможности для изучения гамма-всплесков, происходящих в удаленных областях нашей Вселенной.
Космические гамма-всплески — это вспышки излучения длительностью от долей секунды до минут или даже часов. Энергия таких вспышек может достигать нескольких МэВ. Короткие гамма-всплески, длящиеся не более секунды, образуются при слиянии нейтронных звезд или, возможно, нейтронной звезды и черной дыры.
«Обычно для описания этого процесса используется модель «слияния» (merging), в рамках которой две нейтронные звезды, сближаясь, образуют одну сверхмассивную нейтронную звезду или черную дыру. При этом формируется узкий направленный поток плазмы (джет), который движется со скоростью, сопоставимой со скоростью света», — рассказал начальник лаборатории физики плазмы и астрофизики НИЦ «Курчатовский институт» — ИТЭФ А. В. Юдин.
Однако существует и альтернатива этому механизму, предложенная С.И. Блинниковым (НИЦ «Курчатовский институт» — ИТЭФ) с коллегами более 30 лет назад, а именно модель «обдирания» (stripping). В ней одна из нейтронных звезд, более массивная, «обдирает» и поглощает вещество со своего менее массивного компаньона: сильный пожирает слабого. Последний, дойдя до нижнего предела масс, взрывается, производя гамма-всплеск. Применимость той или иной модели определяется массами звезд: если они достаточно велики и примерно равны друг другу, то реализуется сценарий «слияния». Но если система изначально сильно асимметрична – действует механизм «обдирания». Именно он позволил объяснить всю совокупность явлений, зарегистрированных в ходе недавнего гамма-всплеска.
17 августа 2017 года гравитационные антенны зарегистрировали сигнал, интерпретировали как свидетельство слияния нейтронных звезд. Примерная локализация события на небесной сфере позволила установить его источник – галактику NGC4993, а также зафиксировать сопутствующий ему гамма-всплеск GRB170817A. Это явление нельзя было описать с помощью модели «слияния», тогда как альтернативная теория «обдирания» позволила полностью объяснить все особенности уникального события GRB170817A.
«Согласно расчетам, произведенным еще в 1990 году, при взрыве вещество наружных слоев должно нагреваться до температур порядка миллиарда кельвинов. Вся масса наименьшей из нейтронных звезд при этом разлетается с относительно низкой скоростью, которая на порядок меньше скорости света. Это полностью соответствуют тем наблюдениям, которые были сделаны в 2017 году при необычном гамма-всплеске GRB170817A», — отметил А. В. Юдин.
В настоящее время астрофизики Курчатовского института заняты развитием этой модели и расчетом параметров различных сопутствующих процессов — нейтринного сигнала и нуклеосинтеза.
Изображение: NASA
Нет комментариев