"Текущее вспять время" космических катаклизмов объяснили сверхсветовым движением

Гамма-всплески излучают чудовищное количество энергии.

Иллюстрация NASA/Swift/Cruz de Wilde.

Слева кривая блеска гамма-всплеска. Справа её левая и зеркально отражённая правая часть, наложенные друг на друга.

Иллюстрация Jon Hakkila, Robert Nemiroff, Astrophysical Journal (2019)/перевод Вести.Наука.

Гамма-всплески – одни из самых ярких вспышек, известных астрономам. Тем не менее учёные до сих пор многого не знают о приводящих к ним катастрофах. Например, до недавнего времени оставалось загадкой, почему некоторые наблюдаемые явления выглядят так, как будто время внезапно потекло вспять. Теперь астрофизики объяснили это сверхсветовым движением взрывной волны. Ниже мы расскажем, как это возможно и почему не противоречит законам физики.

Научная статья с новой моделью гамма-всплесков опубликована в издании Astrophysical Journal Джоном Хаккилой (Jon Hakkila) из Университета Чарлстона и Робертом Немировым (Robert Nemiroff) из Мичиганского технологического университета.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно писали о том, что такое гамма-всплески, как часто они наблюдаются и откуда, предположительно, берутся. Напомним об этом в двух словах.

Речь идёт о вспышках гамма-излучения продолжительностью от одной секунды до двух минут. При этом в одних только гамма-лучах выделяется гораздо больше энергии, чем Солнце испустит во всех диапазонах за всё время своей жизни.

Короткие гамма-всплески, и это уже подтверждено наблюдениями, связаны со столкновениями нейтронных звёзд. Длинные гамма-всплески, предположительно, связаны со взрывом сверхновых особого типа.

Однако до сих пор учёным многое не известно об этих катаклизмах. Например, необычны их кривые блеска (зависимость интенсивности излучения от времени). На них присутствуют детали, как будто являющиеся отражением друг друга во времени. Природа такой симметрии до сих пор оставалась загадкой для астрономов.

Слева кривая блеска гамма-всплеска. Справа её левая и зеркально отражённая правая часть, наложенные друг на друга.

Ещё более удивительно то, что "обратный ход времени" наблюдается как у коротких, так и у длинных гамма-всплесков, несмотря на их предположительно разную физическую природу.

Хаккила и Немиров выдвинули изящную гипотезу. Гамма-всплеск любого типа – это взрыв, порождающий ударную волну в облаке вещества. По мнению авторов, дело в том, что такая волна движется быстрее, чем электромагнитное излучение.

Отметим, что это явление ничуть не противоречит специальной теории относительности. Ведь последняя утверждает только, что скорость движения вещества не может превысить скорость света в вакууме. А в данном случае излучение распространяется не в вакууме, а в плотном облаке материи. Такого рода сверхсветовое движение физикам давно известно и даже используется ими в интересах науки.

Из-за того что ударная волна обгоняет гамма-излучение, порождённое ею самой, последнее, достигнув наблюдателя, и выглядит как привет из прошлого.

Версия исследователей объясняет эти странные результаты и при этом оставляет на своих местах почти все остальные факты, известные о гамма-всплесках.

Однако имеются и поправки к общепринятым моделям. Когда заряженная частица (в данном случае это электроны в плазме) движется быстрее, чем электромагнитные волны в этой же среде, она испускает дополнительное излучение, которое называется черенковским. Ранее астрофизики не учитывали его вклад в гамма-всплески, но теперь, похоже, им придётся это сделать.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" писали о другом и даже третьем виде сверхсветового движения , которое также, как это ни удивительно, не нарушает физических законов.