Необъяснимый сигнал из глубокого космоса с расстояния 8 миллиардов световых лет

Экстраординарный всплеск, который не прекращался

2 июля 2025 года космический гамма-телескоп NASA Fermi зафиксировал объект, который поначалу выглядел как очередная рутинная вспышка из глубокого космоса. Однако вместо кратковременного, длящегося секунды импульса, типичного для гамма-всплесков, детектор зарегистрировал источник, который пульсировал на протяжении примерно семи часов — ослепительный прерывистый маяк, ныне внесенный в каталоги как GRB 250702B. Сигнал, позже локализованный в запыленной галактике на расстоянии около 8 миллиардов световых лет, представлял собой смесь интенсивных гамма-лучей и другого высокоэнергетического излучения, что заставило исследователей искать объяснения за пределами стандартных сценариев.

Событие за пределами моделей

Гамма-всплески (GRB) делятся на два широких класса: короткие всплески длительностью менее двух секунд и длинные всплески, которые обычно длятся от нескольких секунд до нескольких минут. GRB 250702B эффектно нарушил эти границы. Прерывистый характер и многочасовая длительность не похожи ни на что, что научное сообщество считает хрестоматийным случаем. «Это был самый продолжительный гамма-всплеск, который когда-либо наблюдало человечество — настолько долгий, что он не вписывается ни в одну из наших существующих моделей причин возникновения гамма-всплесков», — сообщил Джонатан Карни, ведущий автор исследования, описывающего это событие, в материалах к статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters 26 ноября 2025 года.

Открытие Fermi инициировало интенсивную кампанию последующих наблюдений. На этот участок неба были направлены наземные и космические мощности, включая телескопы Gemini в Чили и на Гавайях, Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории, Обсерваторию У. М. Кека и космический телескоп Hubble. Поскольку среда в родительской галактике богата пылью, оптический свет был практически полностью поглощен; астрономы полагались на инфракрасные и высокоэнергетические рентгеновские измерения, чтобы локализовать событие и изучить его окружение.

Эти наблюдения указали на родительскую галактику с сильным пылевым поглощением на космологическом расстоянии около 8 миллиардов световых лет. Моделирование всплеска и его послесвечения показывает, что вещество выбрасывалось с релятивистскими скоростями — не менее 99 процентов от скорости света — и было сфокусировано в узкие струи (джеты), которые по случайности оказались направлены почти в сторону Земли. Сочетание мощных джетов и плотного околозвездного вещества — одна из причин, по которой интерпретация так сложна: сигналу пришлось пробиваться сквозь густую пелену газа и пыли, чтобы стать видимым для наших приборов.

Три ведущих, но неубедительных сценария

Исследовательская группа представила три основных сценария, которые могли бы, в принципе, породить столь длительный высокоэнергетический выброс, но подчеркнула, что ни один из них пока полностью не соответствует данным.

• Продолжительный коллапсар (смерть массивной звезды): В стандартной модели длинных гамма-всплесков очень массивная, быстро вращающаяся звезда коллапсирует, образуя черную дыру или магнетар, который выбрасывает джеты сквозь толщу звезды. Если «центральная машина» остается активной гораздо дольше, чем ожидалось — возможно, из-за того, что аккреция звездного вещества происходит необычным, затяжным образом — это могло бы поддерживать гамма-излучение часами. Однако современные расчеты коллапсаров с трудом объясняют поддержание необходимой мощности двигателя на столь длительных временных интервалах.
• Черная дыра, поглощающая звезду (событие, подобное приливному разрушению): Сверхмассивная черная дыра, разрывающая звезду (событие приливного разрушения), может вызывать длительные высокоэнергетические вспышки, но такие системы обычно располагаются в центрах галактик и имеют спектральные и временные характеристики, отличные от классических GRB. Черная дыра меньшего размера, поглощающая компактную звезду, или нетипичное приливное разрушение вне ядра галактики могли бы вызвать затяжную активность, но имеющиеся данные пока не подтверждают такую геометрию.
• Слияние гелиевой звезды и черной дыры: В этой гипотезе компактная черная дыра по спирали погружается в ядро массивной гелиевой звезды, провоцируя взрывную аккрецию при достижении центральных областей. Это взаимодействие в некоторых численных экспериментах может создавать длительные эпизоды джетовой активности, пока черная дыра прокладывает себе путь сквозь ядро и в конечном итоге поглощает его. Сценарий привлекателен тем, что естественным образом связывает большую длительность с плотной пылевой оболочкой звезды, но он остается спекулятивным, пока симуляции не смогут в точности воспроизвести наблюдаемую кривую блеска и спектры.

Почему этот сигнал важен помимо громких заголовков

GRB 250702B важен, так как он проверяет пределы того, как компактные объекты — нейтронные звезды и черные дыры — взаимодействуют с окружающей средой. Каждое из предложенных объяснений исследует свой физический режим: поведение аккрецирующих черных дыр на поздних стадиях в коллапсирующих звездах, динамику разрушения звезд и обратной аккреции, а также гидродинамику слияния компактных объектов внутри звездных оболочек. Единственная хорошо изученная аномалия может заставить теоретиков пересмотреть модели или добавить физические факторы, которые ранее игнорировались.

С практической точки зрения это событие также демонстрирует важность скоординированных и оперативных последующих наблюдений. Детектирование гамма-излучения аппаратом Fermi запустило отсчет времени, но только глобальная сеть оптических/инфракрасных телескопов и космических обсерваторий смогла охарактеризовать родительскую галактику и поглощение, скрывшее всплеск в видимом свете. Радио- и нейтринные обсерватории не фигурировали в первых отчетах; вероятно, авторы и другие группы будут изучать архивные радиоданные и планировать целевые наблюдения, поскольку радиоизлучение может помочь проследить расширяющиеся ударные фронты и оценить энергетический бюджет на поздних этапах.

Следующие шаги и открытые вопросы

Исследователи продолжат поиск аналогичных длительных всплесков в архивных и поступающих данных, а также проведут специализированные симуляции, направленные на воспроизведение структуры импульсов и спектра в разных диапазонах длин волн. Если GRB 250702B представляет собой экстремальный случай поведения уже известных прародителей — коллапсара с необычайно долгой активностью центральной машины — то это событие расскажет нам о вариативности процессов гибели массивных звезд. Если же это совершенно иной тип прародителя, например, редкое слияние или приливное событие, это откроет новый канал в астрономии высокоэнергетических транзиентов.

Источники

• The Astrophysical Journal Letters (статья о GRB 250702B)
• NASA — Fermi Gamma‑ray Space Telescope
• Gemini Observatory (Чили и Гавайи)
• European Southern Observatory — Very Large Telescope
• W. M. Keck Observatory
• Hubble Space Telescope
• NOIRLab / NSF / AURA