Вчені виявили у космосі потужний ультрафіолетовий спалах

Вчені з обсерваторії Purple Mountain (PMO) Академії наук Китаю та Національного інституту астрофізики Італії представили новий метод вимірювання помірно насичених джерел ультрафіолетового оптичного телескопа на борту супутника Swift (Swift/UVOT). Крім того, вони визначили GRB 220101A як найенергетичніший ультрафіолетовий/оптичний спалах з коли-небудь виявлених. Висновки нещодавно були опубліковані в журналі Nature Astronomy.

Спалахи гамма-випромінювання (GRB) є найсильнішими вибухами у Всесвіті. Їх миттєве випромінювання відбувається переважно в м’якому діапазоні гамма-променів і триває короткочасно (тобто від мілісекунд до максимум годин). За миттєвим випромінюванням слідує рентгенівське, оптичне та радіовипромінювання післясвітіння, яке триває тижнями або навіть роками.

Швидке оптичне випромінювання GRB 080319B встановлює всесвітній рекорд світності для ультрафіолетового/оптичного випромінювання у 2008 році. Воно було настільки яскравим, що спостерігач у темному місці міг побачити його неозброєним оком. Оптичне спалахове випромінювання від GRB 080319B відстежувало криву блиску гамма-променів і, отже, активність центрального двигуна. Але тепер GRB 220101A побив попередній рекорд.

На Новий рік 2022 року супутник Swift зафіксував новий сплеск GRB 220101A. Виміряне червоне зміщення GRB 220101A дорівнює 4,618. При такому високому червоному зсуві спостережувані оптичні фотони перебували в ультрафіолетовому діапазоні й зазнавали дуже серйозного поглинання. Отже, власний потік випромінювання був приблизно в 100 разів вищим за спостережене значення. Лише через 79 секунд після сплеску Swift/UVOT виконав швидке 150-секундне спостереження в режимі подій у білому діапазоні.

Потім дослідники провели фотометричний аналіз із високою роздільною здатністю, який виявив швидку еволюцію потоку. Зокрема, в час пік телескоп UVOT вже був помірно насиченим.

«Ми запропонували метод обробки даних UVOT, заснований на функції розповсюдження точок телескопа, і підтвердили, що він справді забезпечує надійні вимірювання потоку», — сказав професор FAN Yizhong з PMO, відповідний автор дослідження. Після відповідних поправок на відстань і поглинання абсолютна величина ультрафіолетового/оптичного випромінювання GRB 220101A досягла -39,4, що зробило його єдиним джерелом на сьогодні з абсолютною величиною яскравішою за -39.

«Це також перший випадок виявлення надзвичайно енергійного ультрафіолетового/оптичного спалаху за допомогою космічного телескопа», — додав професор ФАН.

Світність GRB 220101A приблизно в 400 квадрильйонів разів перевищує сонячну, що побиває 14-річний рекорд GRB 080319B. Це також свідчить про новий астрофізичний процес, демонструючи різноманіття фізичних джерел надяскравих оптичних ультрафіолетових спалахів. Очікується, що супутник Китайсько-Французький монітор космічних змінних об’єктів (SVOM), запуск якого заплановано на початку 2024 року, зможе виявляти надзвичайно енергійні ультрафіолетові/оптичні спалахи при ще більшому червоному зсуві. Джерело