Сачок для гамма-всплесков

Гамма-всплески — ярчайшие короткие вспышки жесткого электромагнитного излучения. Их регулярно наблюдают космические аппараты, работающие в соответствующем диапазоне электромагнитного спектра. Гамма-всплески длительностью более 2 секунд происходят во время вспышек сверхновых, при коллапсе быстровращающегося ядра массивной звезды. Иногда такие всплески сопровождаются достаточно сильным рентгеновским излучением, которое может наблюдаться не только во время самого гамма-всплеска, но и многие часы и даже дни после него (так называемые послесвечения).

В конце каждых суток наблюдений наземные станции принимают от космического аппарата и передают в ИКИ РАН очередную порцию научных данных, накопленных телескопом ART-XC им. М. Н. Павлинского на борту обсерватории «Спектр-РГ». Экспресс-анализ данных, полученных вечером 9 октября 2022 года, показал резкое и сильное увеличение скорости счета одновременно во всех 7 детекторах телескопа. Похожие явления, наблюдавшиеся в последнее время, как правило, были связаны с солнечными вспышками, участившимися с ростом солнечной активности. Высокоэнергичные солнечные частицы пронизывают структуру телескопа насквозь, взаимодействуя с ней. Это взаимодействие порождает вторичное рентгеновское излучение, которое и регистрируется детекторами, причем при солнечных вспышках сильнее засвечивается не центральная, а периферийная часть детектора.

Но с событием 9 октября 2022 года все было не так. Засветка детекторов оказалась практически равномерная, что говорило о том, что мы регистрируем не «свечение» структуры, а прямой поток рентгеновского излучения. В моменты резкого роста скорости счета изображения источника не появилось, следовательно, сам объект находился вне поля зрения телескопа ART-XC, но его излучение достигало детекторы сквозь материалы конструкции. Судя по пиковым значениям зарегистрированной скорости счета и с учетом поглощения рентгеновского излучения в корпусе телескопа, поток жесткого рентгеновского излучения, падающего на внешнюю боковую поверхность ART-XC, должен быть еще в несколько раз выше. Подъем скорости счета регистрировался в энергетических каналах вплоть до 120 килоэлектрон-Вольт. Все это говорило о том, что телескоп ART-XC зарегистрировал один из мощнейших гамма-всплесков в истории.

Этот гамма-всплеск, получивший название GRB20221009A, был зарегистрирован многими специализированными космическими обсерваториями: Swift, Fermi (NASA), INTEGRAL (ESA), Konus-Wind (российский прибор на аппарате NASA). Но во многих случаях форма кривой блеска была сильно искажена из-за перенасыщения детекторов рентгеновского и гамма-излучения.

В течение всего нескольких часов были оперативно организованы наблюдения поля этого гамма-всплеска на наземных оптических телескопах. Был обнаружен яркий оптический транзиент (объект с переменной яркостью), блеск которого быстро падал. Измеренное красное смещение источника гамма-всплеска оказалось равным z=0.15, что соответствует расстоянию более 700 Мпк или почти двум миллиардам световых лет.

Телескопы наземного научного комплекса проекта «Спектр-РГ» также приняли активное участие в этой наблюдательной кампании. Спектроскопические и фотометрические наблюдения оптического транзиента проводились на 1.6-метровом телескопе Саянской обсерватории, а также на 1.5-метровом Российско-Турецком телескопе. Они продолжаются и сейчас. В ближайшее время в спектре и кривой блеска послесвечения ожидается появление признаков вспышки родительской сверхновой гамма-всплеска GRB20221009A.

***

Космический аппарат «Спектр-РГ», разработанный в АО «НПО Лавочкина» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»), был запущен 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC им. М.Н. Павлинского (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина, Россия), адаптированной под задачи проекта. Основная цель миссии — построение карты всего неба в мягком (0.3–8 кэВ) и жестком (4–20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью. Научный руководитель орбитальной рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» академик Рашид Сюняев.