Вспышки гамма—излучения бросают вызов теориям ускорения частиц

10-05-2014: UEFIMA.RU:  Ученые впервые провели наблюдение за явлением циркулярной поляризации в остатках вспышки гамма-излучения (ВГИ), обозначившей взрывную смерть массивной звезды. Показатель поляризации вспышки оказался в 10000 раз мощнее, чем ожидалось. Современные теоретические модели, описывающие ускорение частиц ВГИ, не в состоянии объяснить результатов наблюдения. Исследование на эту тему, участие в котором принимали ученые из Университета Амстердама (Нидерланды), было опубликовано 30 апреля 2014 года в журнале «Природа» (Nature). ВГИ являют собой мощные и скоротечные вспышки, происходящие в отдаленной Вселенной. Их источником выступает процесс гибели массивной звезды, после которой следует образование черной дыры. Так называемый «закат» формируется, когда потоки вещества, выбрасываемого черной дырой, вступают в контакт с окружающей материей, создавая при этом ударную волну, - основную причину ускорения частиц.

Из наблюдений за закатом ВГИ 121024A исследователи узнали, что свет поляризуется не только линейно (в одной плоскости), но и циркулярно, то есть вокруг оси (в данном случае траектория его распространения напоминает движение штопора). Мощность такой циркулярной поляризации впервые была рассчитана для ВГИ. Ее значение оказалось в 6-7 ниже, чем у линейной поляризации, но все равно намного больше, чем прогнозировалось.

«Результат оказался для нас полной неожиданностью. В соответствии с теоретическими моделями значение круговой поляризации слишком низкое, чтобы его можно было измерить, но, очевидно, ускорение частиц и роль структуры магнитного поля их потоков поняты нами еще не до конца», говорит Александер ван дер Хорст (Университет Амстердама). Первый автор исследовательской работы Клаас Вирзема добавляет: «Мы полагаем, что все современные теории ускорения частиц должны пройти повторную проверку».

ВГИ 121024A был обнаружен спутником SWIFT 24 октября 2010 года. Наблюдения за закатом вспышки проводились с помощью очень Большого Телескопа Европейской Южной Обсерватории (Чили) в следующие два дня после открытия. Несмотря на небольшую яркость заката и среднюю мощность линейной поляризации, исследователям удалось определить значение поляризации циркулярной.

Астроном Университета Амстердама Мишель Мин говорит: «Для определения циркулярной поляризации заката ВГИ необходимо специальное телескопическое оборудование, что усложняет задачу. В этот раз нам повезло».

Реактивные потоки частиц - явление распространенное. Они присутствуют не только во вспышках гамма-излучения, но и, к примеру, активных галактических ядрах. «Образование потоков в похожих объектах остается загадкой, решить которую можно только благодаря тем наблюдениям, что мы проводили в последнее время», говорит в заключение Ральф Вийерс из Университета Амстердама.