Разом із великою міжнародною командою співавторами цього дослідження, опублікованого в журналі, є вчені Альберто Кастельон, Карлос Перес дель Пульгар та Ірен М. Карраско. Природа

виявляє

Концепція художника про зоряний колапс./IAA-CSIC

Гамма-сплески (ГРВ) - це короткі, раптові та надзвичайно потужні космічні сплески, що утворюються в результаті колапсу масивних зірок або злиття нейтронних зірок у віддалених галактиках. Вони починаються з дуже інтенсивного початкового спалаху, який триває від частки секунди до сотні секунд, а потім йде менш яскраве післясвічення в широкому діапазоні довжин хвиль, яке з часом згасає. Перший GRB, виявлений телескопами MAGIC, названий GRB 190114C, вперше виявляє найбільш енергійні фотони, виявлені в цих подіях.

Фотони, виявлені MAGIC, знаходяться в діапазоні тераелектронвольт (ТеВ) і в трильйон разів енергійніші, ніж у видимого світла. Теоретичні дослідження передбачали, що GRB були продуцентами фотонів TeV, і це виявлення завершує десятиліття пошуку. "Після більш ніж п'ятдесяти років відкриття GRB багато їх фундаментальних аспектів залишаються невідомими, - говорить Размік Мірзоян, представник співпраці MAGIC. - Відкриття викидів GRB 190114C у новому вікні TeV свідчить про те, що гамма-проміння лопне навіть потужніші, ніж вважалося раніше. Величезна кількість нових даних, отриманих MAGIC, та великі багатохвильові спостереження за допомогою різних інструментів дають цінні підказки, щоб розгадати деякі невідомі, пов’язані з фізичними процесами, що беруть участь у GRB. ".

Виявлення за допомогою телескопів MAGIC

14 січня 2019 року космічні супутники Стрімкий Y Фермі самостійно виявив вибух GRB 190114C. За двадцять дві секунди його координати в небі були розподілені за допомогою електронного оповіщення астрономам усього світу, включаючи співпрацю MAGIC, яка керує двома телескопами діаметром сімнадцять метрів, розташованими на Ла-Пальмі.

Телескопи MAGIC, відомі своїми швидкими можливостями наведення, почали спостерігати за GRB лише через п'ятдесят секунд після старту. Аналіз даних, отриманих протягом перших десятків секунд, зробив цю подію найяскравішим джерелом фотонів у діапазоні тераелектронвольт (ТеВ). Як і у післясвіченні ГРБ, що вивчались при менших енергіях, випромінювання з часом швидко згасало і через півгодини його не було.

Рівень енергії, виявлений MAGIC, значно перевищує синхротронне випромінювання, відповідальне за випромінювання, що спостерігається при менших енергіях у попередніх сплесках, і яке виробляється електронами, що рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла в присутності магнітних полів.

Ці нові результати дозволяють припустити, що найбільш вірогідним походженням випромінювання в тераелектронвольтах є так званий процес Зворотний комптон, де популяція фотонів значно підвищує свою енергію при зіткненні з високоенергетичними електронами.

Багатохвильові спостереження: розривне середовище

Після ретельної перевірки попередніх даних співпраця MAGIC оголосила науковому співтовариству про однозначне виявлення фотонів TeV, сприяючи широкій кампанії спостережень на різних довжинах хвиль.

Дослідники з IAA-CSIC брали участь у моніторинговій кампанії події за допомогою найбільшого на планеті оптичного телескопа Gran Telescopio Canarias (GTC) на острові Ла-Пальма. "Оптичні дані, отримані GTC через години після виявлення, дозволили нам визначити відстань, на якій стався вибух, близько чотирьох тисяч п'ятсот мільйонів світлових років", - говорить Альберто Дж. Кастро-Тірадо, дослідник групи ARAE. IAA-CSIC, який брав участь у спостережній кампанії з GTC та координує мережу телескопів BOOTES, в якій також беруть участь дослідники UMA Карлос Перес дель Пульгар, Альберто Кастельон та Ірен Карраско, які також отримали зображення події; зокрема єдине одночасне зображення, що охоплює область неба, звідки походить викид енергії, від станції BOOTES-2 Інституту субтропічного та середземноморського садівництва "La Mayora" (UMA-CSIC) в Альгарробо Коста (Малага).

Крім того, завдяки багатому набору даних, дослідники IAA надали всебічний огляд навколишнього середовища, де відбувся GRB. «Ми об’єднали дані деяких найпотужніших обсерваторій у світі, таких як космічний телескоп Хаббл, Дуже великий телескоп (VLT) і ALMA - найбільший радіотелескоп у світі - для пояснення випромінювання, яке спостерігається MAGIC, і для перевірки, чи пов'язане випромінювання таких енергійних фотонів у цьому GRB із середовищем зірки, яка, коли вона зруйнувалась, створила вибух "зазначає Антоніо де Угарте, дослідник групи HETH IAA-CSIC, який координує друге дослідження.

Таким чином, цій групі дослідників вдалося визначити, що GRB відбувся в центральній області галактики, яка знаходиться в процесі взаємодії з іншою галактикою, яка є дещо більшою і дуже близькою, процес, який викликає інтенсивні спалахи формування зірок. Галактика-приймач GRB не тільки більш масивна, ніж зазвичай, у цих явищах, але й безпосереднє оточення зірки, що руйнується, також щільніше, ніж в середньому цього типу спалаху. «Нам потрібно вивчити систему ще детальніше, але таке щільне середовище могло мати вирішальне значення у виробництві наденергетичних фотонів, виявлених за допомогою MAGIC. Ми сподіваємось, що зможемо це підтвердити в наступних дослідженнях, над якими ми працюємо ”, - зазначає Крістіна Тьоне, дослідник групи HETH Андалузького інституту астрофізики, яка бере участь у опублікованих сьогодні статтях.

Результати цього дослідження були опубліковані в журналі Nature, у статті, крім Ірен М. Карраско, вчені УМА Альберто Кастельон з відділу алгебри, геометрії та топології та Карлос Перес дель Пульгар із системної інженерії та автоматики., з Інституту астрофізики Андалусії, є співавторами, а також великою міжнародною командою.