Ученые так и не разгадали тайну мощнейшего радиационного луча, который обрушился на нас из глубин Вселенной
В главном астрономическом журнале мира, Astrophysical Journal, вышла статья, которая пытается осмыслить невероятное событие, случившееся еще 8 октября прошлого года. Тогда на Землю обрушился мощнейший гамма-всплеск, который, возможно, изменил наш климат и вызвал землетрясение в Турции. Статья, впрочем, не радует: нет никаких естественных причин для такого события. Что известно на сегодня об этом инциденте вселенского масштаба?
Гамма-лучи – это по сути такой же свет, как тот, что мы видим глазами. Только очень жесткий. Вы знаете, что – ультрафиолет жесткий. За ним по шкале спектра идут рентгеновские лучи, и с ними не шути. Так вот, гамма-лучи еще опаснее рентгеновских.
И астрономы думали, что природа их не производит. Зато они в изобилии изливались после ядерных взрывов. В 1950-е годы страны наперебой проводили испытания атомных бомб, и ученые с гамма-лучами познакомились. Наконец испытания решили запретить. Чтобы следить, не нарушает ли кто, запустили несколько спутников. И надо же, вспышки продолжились. Происки США или Советов? Но быстро стало понятно: гамма-всплески приходят из глубокого космоса. Когда в 1970-е туда, на окраины Солнечной системы, послали аппараты «Вояджер», их тоже снабдили гамма-счетчиками. Связь с «Вояджерами», которые уже движутся в странном пространстве, где не работают «правила», диктуемые нашим Солнцем, еще по потеряна. Именно они 8 октября 2022 года стали первыми свидетелями невероятного события.
Итак, счетчики Вояджеров сработали. Те сразу послали сигнал на Землю. Сигнал летел к нам со скоростью света. Целых 19 часов. Но невообразимой силы гамма-волна летела вместе с ним также со скоростью света. И «Вояджеры» нас предупредить не смогли, их данные и сама гамма-волна поступили на Землю одновременно.
Гамма-детекторы возле Земли словно ослепли от невероятной силы импульса. С разных концов Земли ученые присылали телеграммы: оборудование сломалось. Позже сделают математическую модель, и поймут: события такого рода во Вселенной происходят раз в 10 тысяч лет. Конечно, если это естественное, природное событие. Выходит, наша цивилизация никогда не видела такого. И еще долго не увидит.
Поскольку гамма-лучи – излучение экстраординарное, то и событие, которое их производит, катастрофическое. Например, столкновение двух нейтронных (очень плотных) звезд. Импульс, однако, выйдет слабенький.
Для такого, который был в октябре, подойдет только коллапс звезды в черную дыру. Звезда должна быть огромной, а черная дыра – невероятной. Подсчитали: если это так, событие случилось за 2,4 миллиарда световых лет от нас. Это где-то на границе наблюдаемого мира. И ведь это – 2,4 миллиарда лет назад! Вселенная была тогда молодой и бурной.
И тут важно понять, почему со статьей в журнале так долго тянули. Если это сверхновая, должны наблюдаться какие-то следы. Туманность, например – то есть остатки всей этой катастрофы. Как в созвездии Тельца, где в 1054 году видели вспышку сверхновой, а теперь там – туманность, которую вы увидите и в бинокль. Ждали, когда хоть что-то там появится. Но там пусто. Там пусто так, как может быть пусто в глубоком космосе. И это огромная проблема. Это говорит о том, что никакой сверхновой, и никакой черной дыры, там нет.
И тут мы погружаемся в неясный мир домыслов и полунаучных гипотез – но все-таки не фантазий. И вот какие варианты:
- мы плохо понимаем физику
Современная физика стоит на том, что вакуум сам производит и тут же поглощает в никуда так называемые виртуальные частицы, в том числе гамма-кванты. Но как такое возможно? Может, мы вообще все понимаем не так? И тогда гамма-лучи могут рождаться и без сверхновой.
- ядерная война пришельцев
Ничто не противоречит такому допущению. Одна цивилизация вхлам разнесла другую, почему бы и нет?
- сигнал из другого измерения
Изначально астрономы запутались, откуда пришел сигнал. То, что он очень далекий, стали утверждать уже позже и, возможно, это натяжка. В таком случае, кто знает, может, он появился совсем рядом с нами, но пришел из параллельной Вселенной, и не оттуда ли (и не туда ли) ныряют пресловутые виртуальные частицы?
- сигнал для нас
Пытаясь связаться с «ними», мы применяем радио, но радио – так себе канал коммуникации. Конечно, гамм-лучи лучше, они жестче и пробивают все на своем пути. Что, если у «них» есть гамма-лазер, и он прицельно пульнул в нашу сторону?
Но если и так, пришельцы здорово нам подгадили. На границе атмосферы Земли выделилась энергия в гигаватт. Это как если бы мощная электростанция взяла, и выплеснула всю свою энергию в атмосферу, да еще и в виде гамма-радиации. Прошло ли это бесследно?
Мы начинаем понимать, что погоду определяют не облака и прочие туманы, а ионосфера, слой на высоте 80-100 км, который состоит из заряженных частиц. Ионосфера под ударом гамма-квантов загудела, как туго натянутый барабан. Ионосфера заряжена положительно, сама Земля отрицательно. Баланс между этими зарядами и определяет погоду. Конечно, никакого баланса теперь нет и он не скоро восстановится. Ионосферу словно напитали энергией извне, и она принялась «выкачивать» электроны из Земли. В эти месяцы ученые наблюдают странные события в электрическом поле. А климат ведет себя очень странно. Вы это видели на днях: снегопады в Ростовской области и в Петербурге, и хоть бы снежинка в Московской области.
Затем, мощнейшее землетрясение в Турции. Среди гипотез есть и такая: именно баланс Земли и ионосферы определяет устойчивость литосферных плит. Потекли заряды – тронулись и плиты.
Все это пока изучено плохо. А пока понятно: что бы ни породило мощнейшую вспышку гамма-радиации, Земле еще долго расхлебывать последствия.
Focus on the Ultra-luminous Gamma-Ray Burst GRB 221009A
Eric Burns (Louisiana State University)
March 2023
In 1963 the Soviet Union, the United Kingdom, and the United States signed the Partial Nuclear Test Ban Treaty, which prohibited the testing of nuclear weapons in the atmosphere, under water, and in space. To monitor compliance the United States launched the Vela series of satellites. In 1967 on July 2, Vela 3 and 4 detected a short flash of gamma-rays from the universe, the first detection of a gamma-ray burst by humanity. The existence of gamma-ray bursts was announced in 1973. These transients are now known to last from ~0.01–10,000 seconds and are the most luminous events since the Big Bang.
In 1972 two probes were selected to go on a grand tour of our solar system. Having launched in 1977, Voyager 1 is now more than 20 billion miles from Earth. During its journey we have identified more than 10,000 gamma-ray bursts. In 2022 on October 8, Voyager 1 registered significant counts in its particle detectors for a brief time (Alan Cummings, private communication). This was the first detection of the brightest gamma-ray burst ever observed.
As the gamma-ray burst swept through our solar system it was detected by instruments on more than a dozen satellites built for astrophysics, planetary science, and solar observations. 19 hours after arrival at Voyager 1, the burst arrived at Earth. The first announcement of this was sent by the Fermi Gamma-Ray Burst Monitor (GBM); however, no location or classification of the event was sent due to real-time data issues. An hour later the Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) triggered on a bright transient near the plane of the Milky Way and reported it as an unusual Galactic transient. The automated analysis of the Fermi Large Area Telescope in response to the Swift report found a significant source of high-energy photons. This led to the first consideration that the Fermi-GBM and Swift detections may be the same event, which was confirmed by triangulation of the GBM signal by the InterPlanetary Network to the same source position identified by Swift. The initial reports by the GBM and Konus-Wind teams as the brightest gamma-ray burst in their samples sent a clarion call to humanity’s astronomical resources. This burst is called GRB 221009A.
Bursts this bright in the prompt phase arrive at Earth roughly every 10,000 years, suggesting this is the brightest burst since Human civilization began. This Focus Issue, and a partner issue in Astronomy and Astrophysics, serve as the main reports on the observations of this spectacular event and on additional science that it enabled. Observations will continue for years to come.
David Alexander Kann is an author on several papers on this burst. He is known for having an encyclopedic knowledge of gamma-ray bursts and an incredible work ethic. He is also known for his warm heart and the care he took to engage and mentor junior members of the field. Alex passed away only a few weeks before the release of the first observational results on GRB 221009A. Shortly before, he helped write an acknowledgement in one of these papers thanking the universe «for timing this burst to arrive at Earth after the invention of GRB monitors but during our active research careers.» In private discussions between Alex and the writer, they were really thanking the universe for having this occur during their lifetimes. Alex devoted his work life to the study of these cosmic explosions. Thus, it is only right that we dedicate this Focus Issue to him. It is some solace that when the brightness records set by GRB 221009A are finally broken, perhaps in several millennia, these papers may be dug out of some ancient archive, and his contributions to the field and our great regard for him will be known even then. Until then, he will be missed by friends, family, and colleagues worldwide.
А не хотят ли нас предупредить: «Земляне, одумайтесь! Не туда вы гребете! Не исправитесь — ударим еще сильнее!»