Откуда происходят короткие гамма-всплески?

Если вы хотите, чтобы объект в космосе что-то сделал (например, взорвался), его действия всегда ограничиваются скоростью света. Если событие длится 0,2 секунды, то это означает, что один конец объекта не может находиться дальше 0,2 световых секунд от другого конца. Это примерно в четыре раза больше диаметра Земли.

Связать такое мощное и редкое событие с его окружением — полезный астрономический трюк. Например, прежде чем мы полностью поняли, что вызывает различные типы сверхновых, астрономы заметили, что тип II обычно происходит из эллиптических и спиральных галактик, а тип I — откуда угодно. Это помогло нам понять их идентичность: Тип II возникает в результате гибели массивных звезд, которые в изобилии образуются внутри звездообразующих эллипсов и спиралей, тогда как Тип I возникает в результате разрушения белых карликов, гораздо более распространенных и долгоживущих объектов. которые могут жить где угодно.

И поэтому астрономы были озадачены местоположением многих коротких гамма-всплесков. Скорее всего, они исходят от нейтронных звезд, но короткие гамма-всплески не встроены в популяцию более старых звезд… или вообще каких-либо звезд, если на то пошло. Это заставило исследователей космоса подозревать, что до того, как нейтронные звезды столкнутся во вспышке килоновой звезды, сложная динамика «вытолкнет» их из дома и от своих галактик. Затем, блуждая по межгалактическим глубинам, нейтронные звезды сливаются, что приводит к короткой гамма-вспышке, и эта вспышка света является единственным признаком их существования.

Исследование, недавно опубликованное в препринтном журнале arXiv, приходит к выводу о том, что мы все делаем неправильно. Подавляющее большинство звезд в галактике сосредоточено в самом центре или внутри тонкого диска. Обычно менее 2% всех звезд находятся в области, называемой «гало», которая может простираться от 1000 до 100 000 парсеков от самой галактики. (Один парсек составляет около 3,26 световых лет.) Отсюда простое рассуждение: если мы видим большую часть коротких гамма-всплесков, исходящих изнутри гало, а звезды встречаются сравнительно редко, то нейтронные звезды, которые привели к всплеску, должны были прийти откуда-то еще.

Однако, поскольку галактики такие яркие, а звезд в гало относительно мало, сложно измерить количество звезд гало любой галактики. Таким образом, когда астрономы говорят что-то вроде «короткие гамма-всплески происходят из очень пустого гало», это верно только среднестатистическом смысле. Поэтому астрономы, стоящие за новым исследованием, очень глубоко и долго изучили галактики, в которых произошли короткие гамма-всплески, и обнаружили, что эти события не были такими изолированными, как казалось. Во всех случаях они обнаружили популяции старых звезд. У этих старых звезд, скорее всего, есть звездные остатки, такие как нейтронные звезды, которые в конечном итоге столкнутся во взрыве килоновой и связанном с ним коротком гамма-всплеске.

Короткие гамма-всплески, которые происходят далеко за пределами их галактик-хозяев, существуют потому, что в их окрестностях на самом деле больше звезд, чем мы думали. Нейтронные звезды не выбрасываются случайным образом из своих галактик-хозяев так часто, как мы могли бы подумать. Что удивительно, учитывая насколько жестокая Вселенная.