Гамма-всплески (GRB) — это колоссальные космические взрывы, одни из самых мощных событий во Вселенной. Их яркость позволяет наблюдать с расстояния в миллиарды световых лет. Обычно они возникают при слиянии нейтронных звезд или взрывах массивных звезд на закате жизни.

2 июля 2025 года телескоп NASA Fermi зафиксировал необычный всплеск — GRB 250702B. Он оказался самым продолжительным в истории: вместо минут или часов он бушевал почти сутки, с тремя отдельными импульсами. Это шокировало ученых, поскольку такие взрывы обычно разрушают источник и не повторяются.

Расположение всплеска усложняло задачу: в плоскости Млечного Пути, среди звезд и пыли. Телескоп Джеймса Уэбба помог определить источник — галактику на расстоянии более 5 миллиардов световых лет. Это самая крупная и пыльная галактика, где когда-либо регистрировали GRB, что намекает на уникальность события.

Эксперты предлагают несколько объяснений. Одно — аномальный коллапс массивной звезды, породивший сверхэнергичную струю. Другое — приливное разрушение: черная дыра массой около 100 тысяч солнечных масс разорвала и поглотила белый карлик. Есть и экзотическая версия из препринта: слияние черной дыры со звездой в двойной системе, где одна звезда взорвалась, оставив дыру, а гравитация заставила пару сойтись по спирали.

"Продолжительность излучения не вписывается в классические модели коллапсаров, — говорит астроном Адель Гудвин из Университета Кертина в Австралии. — Нужно исследовать более необычные сценарии".

Разгадка GRB 250702B может открыть новый класс гигантских космических взрывов. Астрономы продолжают анализ, и будущее принесет ответы.

Мы погрузимся в загадочный мир космоса и обсудим удивительное открытие ученых — гамма всплеск GRB 240529A. Вы узнаете о его источнике и спорах, вызванных этим событием. Что скрывается за странными звёздами и как теория плотности меняет наше понимание? Мы разберём, как телескопы фиксируют эти мощные сигналы и как LIGO отслеживает колебания, связанные с ними. В нашем обсуждении вы найдете интригующие гипотезы и научные факты, которые ставят под сомнение привычные представления о звёздах. Магнетар сбрасывает массу, Странная Звезда или что-то другое?

Команда ученых из 17 стран, в том числе физиков НИУ ВШЭ, провела анализ новых фотометрических и спектроскопических данных самого яркого гамма-всплеска в истории наблюдений — GRB 221009A. Эти данные были получены в Саянской обсерватории всего через час и 15 минут после его регистрации. Исследователи зафиксировали фотоны с энергией 18 тераэлектронвольт. Теоретически подобные высокоэнергетические частицы не должны достигать Земли, однако анализ собранной информации указывает на возможность этого факта. Полученные результаты ставят под сомнение существующие теории поглощения гамма-излучения и могут свидетельствовать о неизвестных физическах процессах.

Исследование было опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics. Гамма-всплески представляют собой одно из самых мощных космических явлений, в ходе которых высвобождается колоссальное количество энергии. Впервые они были зарегистрированы в гамма-диапазоне, что и дало основания для их названия. Эти всплески возникают, когда массивные звезды завершает свой жизненный цикл или сталкиваются нейтронные звезды.

9 октября 2022 года несколько космических гамма-обсерваторий зафиксировали необычайно яркую вспышку в гамма-диапазоне, впоследствии классифицированную как гамма-всплеск GRB 221009A — самый мощный за всю историю наблюдений. Интенсивность этого всплеска была столь высокой, что вызвала сбои в работе гамма-телескопов большинства орбитальных обсерваторий, включая Fermi, INTEGRAL и Конус-Винд. Более того, поток гамма-излучения, обрушившийся на Землю, вызвал значительные возмущения в ионосфере.

Энергия излучения GRB 221009A всего за сто секунд была эквивалентна энергии, излучаемой миллиардом солнц на протяжении 97 миллиардов лет, в то время как возраст Вселенной составляет лишь 13,8 миллиарда лет. События подобного рода происходят крайне редко — примерно раз в тысячу лет. Однако уникальность GRB 221009A заключается не только в его яркости. Его расстояние до нас составляет 2,4 миллиарда световых лет, что относительно близко по космическим меркам. Для сравнения, самый удаленный известный всплеск был зафиксирован на расстоянии около 13,2 миллиарда световых лет. Поэтому это событие вызвало широкий интерес в научном сообществе: уже в 2022 году было опубликовано семь статей, а к настоящему времени — более 200.

Исследователи продолжают детальный анализ данных о GRB 221009A. Международная команда ученых, в которую входят исследователи из НИУ ВШЭ, впервые провела анализ фотометрических и спектроскопических наблюдений, полученных в Саянской обсерватории спустя 1 час и 15 минут после регистрации гамма-всплеска.

Фотометрические и спектроскопические наблюдения являются методами измерения интенсивности электромагнитного излучения в видимом и инфракрасном диапазонах, а также его «цветового состава» (спектра). Первый метод позволяет определить яркость объекта, а второй — выявить химические элементы, присутствующие как в излучающем объекте, так и на пути его света к наблюдателю.

Согласно мнению ученых, данные указывают на продолжительную активность центрального объекта — компактного массивного тела, которое порождает излучение гамма-всплеска. Также отмечается, что окружающая среда вокруг взрыва изменялась от плотной, сформированной звездным ветром, до разреженной, похожей на межзвездное вещество.

Особый интерес исследователей вызывают фотоны с энергией 18 тераэлектронвольт (ТэВ), зарегистрированные от источника GRB 221009A высокогорной обсерваторией LHAASO. Теоретически такие высокоэнергетические фотоны не должны были бы регистрироваться из-за их взаимодействия с оптическими фотонами в межгалактической среде на пути к наблюдателю, однако по каким-то причинам они все же достигли Земли. Анализ показал, что регистрация фотонов с энергией 18 ТэВ представляется маловероятной в рамках существующих моделей межгалактического фонового излучения. Зафиксировать такие фотоны от источников гамма-всплесков до сих пор считалось уникальным событием.

«Регистрация высокоэнергетичных фотонов дает возможность проверить фундаментальные законы физики, включая, к примеру, принцип постоянства скорости света. Однако пока беспокоиться не стоит, так как эффект регистрации таких высокоэнергетических фотонов можно объяснить неопределенностью модели межгалактического фонового излучения, а не нарушением Лоренц-инвариантности — основополагающего принципа, согласно которому скорость света остаётся постоянной во всех системах отсчета», — комментирует Сергей Белкин, аспирант базовой кафедры физики космоса Института космических исследований РАН факультета физики НИУ ВШЭ.

Что нового известно в изучении гамма-всплесков? Было ли их раньше больше? Что такое прекурсор? Что можно изучать с помощью гамма-всплесков? Об этом рассказывает Борис Евгеньевич Штерн, астрофизик, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН и Астрокосмический центр Физического института Академии Наук.

Поразительно уже то, что объект (то есть источник излучения) находится в двух миллиардах и 400 миллионах световых лет от нас, и при таком расстоянии он породил мощнейшую подобную вспышку за всю историю астрономических наблюдений. Какой-то фантастикой выглядит сам факт, что в такой невообразимой дали вообще можно что-либо зафиксировать. Как пишут учёные, объект был раз в 70 ярче любого из подобных ему, какие только приходилось видеть. Такое событие, по представлениям астрофизиков, случается раз в тысячи лет. Как пишут в Европейском космическом агентстве, это может быть единственный случай за всю историю человеческой цивилизации.

Объект получил название GRB 221009A и находится в созвездии Стрельца. Кстати, где-то там находится центр нашей галактики — Млечный Путь, в котором скрывается сверхмассивная чёрная дыра. Но этот GRB 221009A явно не местный: протяжённость галактики Млечный Путь — это примерно 250 тысяч световых лет.

Что он собой представляет: это называется гамма-всплеск. Гамма-всплеск — это внезапная мощнейшая вспышка гамма-излучения в космосе. Во время такого всплеска его источник порой выдаёт столько энергии, сколько наше Солнце ещё не успело выработать за всю свою жизнь. А ему, между прочим, 4,5 миллиарда лет.

К слову, с точки зрения радиации, то есть губительного воздействия на всё живое, гамма-излучение — это самое ужасное, что только можно себе представить. Оно разрушает сами атомы в живом организме. И если возникает ощущение, что нас это в любом случае не касается, то на этот счёт есть смутные сомнения: к примеру, учёные подозревают, что именно гамма-вспышка где-то в наших космических окрестностях привела 445 миллионов лет назад к "ордовикскому вымиранию" — одному из пяти самых трагических массовых вымираний в истории земной жизни.

Так вот, гамма-всплески в космосе наблюдают в основном двух разновидностей. Первая — короткие гамма-всплески: такая вспышка длится максимум две секунды, а очень часто и вовсе какие-то ничтожные доли секунды. По мнению учёных, такое происходит в то мгновение, когда где-то в глубинах Вселенной сливаются воедино две столкнувшиеся, например, нейтронные звезды. Напомним, нейтронная звезда — это сверхплотный сгусток почти одних только нейтронов, в который сжимается ядро оставшейся без оболочки "умершей" звезды. А если это ядро "при жизни" звезды было ещё массивнее, то оно уже схлопывается просто в никуда — в чёрную дыру. И эти чёрные дыры тоже могут не вечно поодиночке блуждать где-то там в космосе, они могут сталкиваться с теми же нейтронными звёздами или даже друг с другом. И при этом тоже происходит такая мгновенная "ослепляющая" гамма-вспышка.

А бывает второй тип такого явления — длинный гамма-всплеск: обычно он не настолько убийственно мощный, зато продолжается вплоть до шести часов. И это, по всем признакам, одно из проявлений взрыва сверхновой звезды, то есть прощального фейерверка умирающего светила, которое в этот момент сбрасывает с себя всю свою оболочку. В центре, соответственно, остаётся одинокое бывшее ядро, которое коллапсирует либо в нейтронную звезду, либо в чёрную дыру. То есть взрыв сверхновой — процесс немного более плавный и продолжительный.

Так вот, учёные сейчас не очень понимают, к чему приписать загадочную гамма-вспышку в созвездии Стрельца. По мощности её бы отнести к коротким, вот только она какая-то не очень короткая: сначала несколько секунд наблюдали самое сильное излучение, потом ещё без малого час продолжалось нечто послабее, но тем не менее тоже очень мощное, а потом астрофизики ещё несколько дней наблюдали, как это излучение разгоняет облака космической пыли и создаёт в них "концентрические кольца". Более того, по мнению учёных, "послесвечение" этой вспышки способно продлиться долгие годы. И всё это вызывает вопрос, что, собственно, в Стрельце произошло. Пока основная версия, что это всё-таки был взрыв сверхновой и там образовалась чёрная дыра. Правда, учёные не наблюдают выброшенной звёздной мантии. Остаётся только предположить, что чёрная дыра оказалась настолько массивной, что тут же эту мантию проглотила.

Адель Романенкова