Гамма-спалахи залишаються одними з найпотужніших вибухів у Всесвіті, але властивості магнітних полів у їхньому оточенні досі не вдавалося виміряти. Тепер астрономи вперше отримали таку можливість, дослідивши поляризоване радіопіслясвітіння гамма-спалаху GRB 260310A Спостереження на радіоінтерферометрі Very Large Array Національного наукового фонду США виявили також також уперше зафіксували ефект обертання Фарадея у післясвіченні гамма-спалаху. Це свідчить про існування надзвичайно щільного намагніченого середовища навколо зорі, яка вибухнула.
Нове вікно в магнетизм сплесків
Поляризоване радіовипромінювання від післясвітіння гамма-спалаху вдалося зафіксувати вперше. Це означає, що електромагнітні хвилі коливалися переважно в одному напрямку, а не були орієнтовані хаотично. Раніше поляризацію післясвітіння гамма-спалахів вдавалося виявляти лише на коротших довжинах хвиль, зокрема за допомогою радіообсерваторії ALMA. Такі спостереження потрібно було проводити дуже швидко, адже випромінювання стрімко слабшає після вибуху.
Команда під керівництвом Колліна Крісті з Університету Аризони й Танмоя Ласкара з Університету Юти використала масив антен VLA Національної радіоастрономічної обсерваторії США для роботи в сантиметровому діапазоні. Це дало змогу не лише виявити поляризацію, а й простежити, як сигнал змінювався на різних довжинах хвиль. Саме ця зміна й видала обертання Фарадея, тобто явище, коли намагнічена плазма змінює орієнтацію поляризованого світла. Чим більшою є довжина хвилі, тим сильніше повертається площина її поляризації.
Відбиток середовища
Обертання Фарадея працює як магнітний відбиток. За характером закручування можна відновити напруженість поля на шляху світла. У випадку GRB 260310A поле виявилося в тисячі разів сильнішим за те, яке могло б пояснюватися проходженням крізь Чумацький Шлях або міжгалактичний простір.
Це свідчить, що ефект не зумовлений магнітним полем нашої Галактики, а походить з безпосереднього оточення самого вибуху. Аналіз показав, що найкраще спостереження пояснюються тим, що гамма-спалах стався всередині області H II — хмари іонізованого водню, утвореної інтенсивним ультрафіолетовим випромінюванням молодої масивної зорі. Зоряний вітер цієї зорі також міг суттєво вплинути на структуру навколишнього середовища. Цей результат підтверджує зв’язок довгих гамма-спалахів із загибеллю масивних зір і відкриває новий спосіб дослідження середовища, в якому відбуваються подібні екстремальні вибухи.
Сплеск, що подарував шанс
GRB 260310A став одним із найяскравіших радіопіслясвітінь за останні десятиліття, до того ж розташований він порівняно близько за космічними мірками. Саме ця обставина перетворила спалах на ідеальний об’єкт для спостережень.
Жоден попередній гамма-сплеск не давав змоги виміряти обертання Фарадея. Для цього потрібен одночасно яскравий і достатньо тривалий сигнал у поєднанні з чутливим інструментом. Статтю з результатами подано до видання The Astrophysical Journal, а її препринт уже доступний на arXiv, повідомляє Університет Юти.
Кейт Денем Александер, наукова керівниця Крісті в Університеті Аризони, наголошує, що подальший моніторинг післясвітінь за допомогою масиву VLA та інших радіотелескопів дасть науковцям змогу спостерігати еволюцію магнітних структур у реальному часі. Це може змінити уявлення про те, як формуються релятивістські струмені, які процеси забезпечують їхню енергію і як вивільняється магнітна енергія в найекстремальніших умовах Всесвіту.
