Космические вспышки, которые мы видим не целиком экспресс
Гамма-всплеск — это короткий, но невероятно мощный взрыв в далёкой галактике. За несколько секунд он выбрасывает столько энергии, сколько Солнце излучит за миллиарды лет. Спутник Neil Gehrels Swift ловит такие вспышки специальным телескопом BAT, который видит гамма-лучи.
Астрономы решили проверить: что будет, если тот же самый всплеск произойдёт дальше от нас? Они взяли 26 ярких всплесков, расстояние до которых уже измерено, и с помощью компьютера «отодвинули» их в несколько раз дальше. Получились искусственные далёкие всплески — как если бы мы смотрели на тот же фейерверк с большего расстояния.
Оказалось, что у далёких всплесков измеренная длительность становится меньше настоящей. Энергия тоже занижается — иногда в два раза, а длительность даже в десятки раз. Причём у каждого всплеска это происходит по-своему: всё зависит от формы его кривой блеска — как именно менялась яркость со временем.
Потом искусственные далёкие всплески сравнили с настоящими далёкими, которые уже наблюдал Swift. Они оказались похожи. Значит, то, что далёкие всплески кажутся короче и слабее, — не свойство самих взрывов, а просто эффект расстояния. Мы видим только вершину айсберга, а под водой остаётся большая часть вспышки.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2602.03032
We investigated how Gamma-Ray Burst (GRB) prompt emission measurements are affected by increasing distance to the source. We selected a sample of 26 bright GRBs with measured redshifts $$z<1$$ observed by the Burst Alert Telescope (BAT) on board the Neil Gehrels Swift Observatory (Swift) and simulated what BAT would have observed if the GRBs were at larger redshifts. We measured the durations of the simulated gamma-ray signals using a Bayesian block approach and calculated the enclosed fluences and peak fluxes. As expected, we found that almost all durations (fluences) measured for simulated high-$$z$$ GRBs were shorter (less) than their true durations (energies) due to low signal-to-noise ratio emission becoming completely dominated by background, i.e., the ``tip-of-the-iceberg'' effect. This effect strongly depends on the profile and intensity of the source light curve. Due to the uniqueness of GRB light curves, there is no common behavior in the evolution of measured durations with redshift. We compared our synthetic high-$$z$$ (i.e., $$z>3$$) GRBs to a sample of 72 observed high-$$z$$ bursts and found that the two samples were not inconsistent with being drawn from the same underlying population. We conclude that: (i) prompt emission durations (fluences) of high-$$z$$ GRBs observed by Swift/BAT are most likely underestimations, sometimes by factors of $$\sim$$several tens ($$\sim2$$), and (ii) changes in the average GRB prompt emission duration and fluence with increasing redshift are consistent with the tip-of-the-iceberg effect.
Самый далёкий известный гамма-всплеск пришёл к нам от галактики, свет от которой летел более 13 миллиардов лет — почти столько же, сколько существует Вселенная.
В романе «Контакт» Карла Сагана героиня ловит внеземной сигнал, который сначала кажется шумом, — так и астрономы отделяют слабый хвост гамма-всплеска от фона.