Таємниця астрофізики розкрита: розшифровано код космічних струменів

Джерела речовини у вигляді струменів спостерігаються в астрономічних системах з різними швидкостями, починаючи від швидкої до повільної. Струмені у вигляді потоків матерії зазвичай спостерігаються в астрономічних системах із різними швидкостями, починаючи від швидкої до повільної. Найшвидші струмені є релятивістськими й можуть досягати швидкостей, близьких до швидкості світла. Незважаючи на те, що це явище широко спостерігається, походження та багато властивостей цих струменів залишаються загадкою.

Довгий час експерти були збентежені бімодальним розподілом швидкостей реактивних літаків, де одні були неймовірно швидкими, а інші повільними, і помітною відсутністю швидкостей між ними. Однак дослідники з Університету Бар-Ілан переглянули дані й, здається, нарешті розгадали цю заплутану головоломку.

У багатьох різних галактичних і позагалактичних системах випромінювання речовини зазвичай спостерігається у формі струменів. Швидкість, з якою відбувається це видовище, дуже різна. Поряд із відносно повільними струменями, пов’язаними з нейтронними зірками або подвійними зоряними системами, спостерігаються дуже швидкі релятивістські струмені зі швидкостями, дуже близькими до швидкості світла. Найшвидші відомі струмені пов’язані з явищем, відомим як «гамма-спалахи».

Це явище характеризується початковим спалахом гамма-випромінювання, який триває кілька секунд, у якому видно сильне випромінювання гамма-випромінювання. Потім слідує «післясвітіння», яке триває набагато довший час — години, дні й навіть місяці. Протягом цієї епохи випромінювання згодом слабшає і спостерігається як хвилі нижчих довжин, рентгенівські промені, ультрафіолетові, оптичні, інфрачервоні та радіочастоти в дуже пізні часи.

Окрім питання про те, чому струмені від цих об’єктів такі швидкі, залишається, здавалося б, не пов’язана загадка щодо того, що відбувається протягом проміжного періоду від сотень до тисяч секунд, у якому випромінювання або згасає, або залишається постійним. У деяких випадках через кілька десятків секунд рентгенівське випромінювання значно зменшується, як і можна було б очікувати від релятивістського спалаху, який стикається з речовиною та випромінюванням, які існують у просторі між зоряними системами в галактиці.

Однак приблизно в 60% спостережуваних випадків видиме випромінювання не зникає, а залишається постійним. Це спостереження довгий час було джерелом плутанини для дослідників, і жодного переконливого пояснення йому не було знайдено, оскільки це явище було виявлено приблизно 18 років тому.

Дослідники з факультету фізики Університету Бар-Ілан тепер довели, що це видиме постійне випромінювання є природним наслідком швидкості струменя, яка значно нижча, ніж заведено вважати, і заповнює прогалину між швидкостями, виміряними з різних джерел. Іншими словами, нижча початкова швидкість струменя може пояснити відсутність розпаду та більш видиме та постійне випромінювання. Дослідники показали, що попередні результати, з яких були отримані високі швидкості в цих об’єктах, недійсні в цих випадках. При цьому вони змінили парадигму і довели, що струмені утворюються в природі з будь-якою швидкістю.