15 березня 2024 року телескоп Wide-field X-ray Telescope (WXT) місії Einstein Probe зафіксував спалах низькоенергетичних рентгенівських променів. Астрономи називають такі промені «м’якими», хоча вони все ще значно енергійніші за видиме чи ультрафіолетове світло. Спалах тривав понад 17 хвилин, під час чого його яскравість змінювалася, а потім поступово згасла. Таке явище називається швидкоплинним рентгенівським транзієнтом (FXRT), і цей конкретний транзієнт отримав позначення EP240315a.
Для Юаня Лю, дослідника з Національних астрономічних обсерваторій Китайської академії наук (NAO, CAS) та головного автора нової статті, в якій описується дослідження, це був особливий момент, адже він розробив алгоритм тригера програмного забезпечення для WXT. «Було приємно побачити, як алгоритм чудово працює для цього явища», — зазначив він. Дослідження опубліковано в журналі Nature Astronomy.
Древній вибух
Приблизно через годину після спостереження рентгенівського спалаху телескоп у Південній Африці, що працює в рамках системи попередження ATLAS (Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System), зафіксував видиме світло з того ж місця. Подальші спостереження за допомогою телескопа Gemini-North на Гаваях і телескопа Very Large Telescope у Чилі надали вимірювання червоного зсуву, які підтвердили, що спалах стався приблизно 12,5 мільярдів світлових років тому. Це означає, що він почав свою космічну подорож, коли Всесвіту було лише 10% від його нинішнього віку.
Таким чином, EP240315a став першим випадком, коли астрономи зафіксували м’які рентгенівські промені тривалої дії від настільки древнього вибуху.
«Виявлення EP240315a демонструє великий потенціал місії Einstein Probe для відкриття транзієнтів з раннього Всесвіту. Ця місія відіграватиме важливу роль у міжнародних спостереженнях та співпраці», — зазначив один із авторів статті, дослідник з обсерваторії Purple Mountain, CAS, Сюефен Ву.
Загадка, яку належить розгадати
Швидке виявлення EP240315a дозволило команді співпрацювати з Роберто Річчі з Університету Тор Вергата в Римі, Італія. За допомогою радіотелескопу Australian Telescope Compact Array (ATCA) команда почала спостерігати за спалахом у радіодіапазоні. Протягом трьох місяців моніторингу вони встановили, що енергетичний вихід відповідав типовому гамма-спалаху (GRB).
Гамма-спалахи — це надзвичайно потужні явища, які виділяють величезну кількість енергії. Зазвичай довготривалі GRB пов’язані з вибухами масивних зірок.
Під час подальших аналізів було встановлено, що рентгенівське випромінювання дійсно збігалося з гамма-спалахом GRB 240315C, який раніше зафіксували телескоп Burst Alert Telescope (BAT) на обсерваторії NASA Neil Gehrels Swift і російський інструмент Konus на космічному апараті NASA Wind.
«Ці результати демонструють, що значна частина FXRT може бути пов’язана з GRB і що чутливі рентгенівські монітори, такі як Einstein Probe, можуть виявляти їх у далекому Всесвіті», — зазначив Роберто Річчі. «Поєднання можливостей рентгенівських і радіоспостережень відкриває новий спосіб дослідження цих древніх вибухів навіть без виявлення їхнього гамма-випромінювання».
Проте залишається загадка. Хоча гамма-спалахи часто супроводжуються рентгенівськими променями, EP240315a відрізняється за своїми характеристиками.