Российские ученые из ФТИ им. Иоффе (С-Петербург) зарегистрировали гамма-всплеск, который может оказаться ультрамощной вспышкой далекого магнитара.

В последние несколько лет зоопарк нейтронных звезд пополнился новыми редкостными видами и экземплярами, а уже известные "звери" показали свой "дикий норов". К самым "диким" нейтронным звездам можно причислить источники мягких повторяющихся гамма-всплесков (МПГ). Эти "звери", "рыча" я расстояния в тысячи световых лет, способны своим рыком оказывать влияние на нашу планету, например, на степень ионизации в верхних слоях атмосферы Земли.

В наши дни большинство астрофизиков полагает, что МПГ являются магнитарами, т.е. нейтронными звездами, чья активность связана с энергией, запасенной в их мощнейшем магнитном поле. Хрестоматийным примером объектов с очень сильным магнитным полем являются другие нейтронные звезды - радиопульсары. Так вот, магнитные поля магнитаров превосходят типичные пульсарные в сотни и тысячи раз!

Первый МПГ был открыт в 1979 году. Тогда важнейшие результаты были получены группой Е.П. Мазеца из ФТИ им. Иоффе, проводившей наблюдения на борту межпланетных станций "Венера". Сегодня, приборы, разработанные этой группой в рамках эксперимента "Конус" работают на нескольких спутниках (и отечественных, и зарубежных). Один из приборов "Конус" установлен на американском спутнике Wind.

Космический аппарат Wind

В ноябре 2005 года приборы зарегистрировали всплеск гамма-излучения (кроме "Конуса" на борту Wind, всплеск увидела аппаратура спутников HETE-2, Mars Odyssey, Swift, RHESSI). Такие всплески не редкость. Их наблюдают примерно раз в день. Первые гамма-всплески были обнаружены в 60-е гг. совершенно случайно благодаря работе американских спутников-шпионов. Эти аппараты должны были регистрировать гамма-излучение ядерных взрывов при испытании оружия. Однако оказалось, что видят они не наземные вспышки, и нечто, приходящее из космоса. Около 30 лет гамма-всплески были едва ли не самой жгучей загадкой в астрофизике. Было выдвинуто великое множество гипотез, объясняющих природу этого явления. Расстояние до источников всплесков колебалось в разных теориях от масштабов Солнечной системы до размера видимой части Вселенной. И только в 1997 году удалось показать, что вспышки происходят в глубоком космосе, в далеких галактиках на расстояниях в миллиарды световых лет от нас.

Большая часть гамма-всплесков относится к т.н. "длинным". Они длятся в среднем несколько десятков секунд. Современная теория связывает их с конечными стадиями эволюции самых массивных звезд, превращающихся в конце своей жизни в черные дыры. Меньшая часть всплесков является короткими, их продолжительность составляет около секунды. Такие вспышки сейчас объясняют слияниями двойных нейтронных звезд. Наш герой, всплеск GRB 051103, относится как раз к коротким всплескам. Но природа его может быть иной.

Всплеск GRB 051103

Еще в 80-е гг. Е.П. Мазец с коллегами обсуждали возможность того, что гигантские вспышки далеких МПГ могут наблюдаться как короткие гамма-всплески. Однако тогда еще не знали об ультрамощных вспышках, подобных наблюдавшейся в декабре 2004 года. Напомню, что тогда практически все приборы, наблюдавшие всплеск в гамма и рентгеновском диапазонах, на короткое время "ослепли". Настолько яркой была вспышка. С помощью одного из приборов "Конус", установленного на российском спутнике серии Коронас, удалось увидеть даже отражение гамма-сигнала от Луны! Близкий всплеск такой мощности был бы опасен для биосферы Земли, но, к счастью, в нашей окрестности нет таких источников, расстояния до них исчисляются тысячами световых лет.

Если в нашей Галактике и ее спутниках мы знаем уже 4 МПГ. То в близких галактиках сравнимой массы их должно быть не меньше. А в галактиках, где сейчас идет бурное звездообразование, а значит велико число молодых нейтронных звезд, их должно быть намного больше. Значит, время от времени мы должны видеть ультрамощные вспышки, которые легко перепутать с короткими гамма-всплесками. Помочь нам должно то, что они будут наблюдаться в направлении на близкие крупные "звездные острова".

Всплеск GRB 051103, как пишут в своей статье, появившейся 20 сентября в Архиве электронных препринтов, Д. Фредерикс и его коллеги, наблюдается в направлении на известную галактику М81. Соответственно, возникает мысль о том, что мы можем видеть гигантскую вспышку магнитара, а не далекий короткий гамма-всплеск. Авторы полагают, что так оно и есть. Эту интерпретацию независимо поддерживают в своей статье и американские исследователи Офек и др.

Галактика М81.

В самом деле, по своим свойствам всплеск похож на вспышку декабря 2004 года. Если источник в самом деле находится в М81, то мощность всплеска всего в 2-3 раза больше, чем во время декабрьского. Кроме того, анализ звездного населения в направлении на всплеск говорит о том, что появление там молодой нейтронной звезды (а МПГ относятся именно к ним) является вполне ожидаемым.

Так что вполне вероятно, что мы впервые можем с уверенностью говорить о регистрации активности столь далекого магнитара.

Сергей Попов (ГАИШ МГУ)