Гамма-всплеск — это как выстрел из космической пушки: короткая, но ослепительная вспышка, которая на несколько секунд затмевает целую галактику. Но если смотреть на неё в самый жёсткий гамма-диапазон (фотоны с энергией выше гигаэлектронвольта), то сигнал часто теряется в шуме — как тихий шёпот в шумном зале. Астрономы придумали хитрость: сложить вместе 330 таких «шёпотов», чтобы услышать общий хор.
Так и сделали: взяли данные космического телескопа Fermi-LAT за много лет и наложили друг на друга 330 гамма-всплесков. В сумме сигнал проявился отчётливо — до энергий 100 ГэВ. Это всё равно что собрать свет от множества слабых фонариков в одну точку: по отдельности их не видно, а вместе получается яркое пятно. Удалось даже построить кривые блеска и спектры — то есть увидеть, как менялась яркость и цвет свечения во времени.
Дальше — интереснее. Те 220 всплесков, которые и поодиночке были видны, хорошо ложатся в стандартную картину: после самого взрыва остаётся разлетающееся вещество, которое светит за счёт двух механизмов — обычного синхротронного излучения (электроны крутятся в магнитном поле) и обратного комптоновского рассеяния (те же электроны подбрасывают фотоны до огромных энергий). Но вот 110 слабых всплесков, которые по отдельности не видны, в эту картину не вписались. Они светят в гамма-диапазоне сильнее, чем должны. Похоже, у них есть какой-то дополнительный источник энергии — возможно, в разлетающееся вещество ещё долго «подкачивается» энергия из центрального двигателя.
Что это значит? Гамма-всплески — это самые мощные взрывы во Вселенной, и до сих пор не до конца понятно, как они разгоняют частицы до таких чудовищных энергий. Новый результат показывает, что слабые всплески, возможно, работают немного иначе, чем яркие. Это как если бы, изучая автомобили, вы обнаружили, что у малолитражек есть скрытый турбонаддув. Теперь астрономам предстоит разобраться, что это за «наддув» и почему он включается только у слабых всплесков.
Энергия одного фотона в 100 ГэВ в сто миллиардов раз больше энергии фотона видимого света. Такой фотон рождается, когда электрон разгоняется почти до скорости света и сталкивается с другим фотоном.
В романе «Гиперион» Дэна Симмонса гамма-всплески — это оружие далёкого будущего, способное стерилизовать целые планеты. Реальные всплески, к счастью, происходят слишком далеко, чтобы нам навредить.