Гамма-всплеск — это короткая, но очень мощная вспышка света, какие рождаются при слиянии нейтронных звёзд или коллапсе массивной звезды. Внутри такой вспышки потоки плазмы несутся с огромной скоростью и сталкиваются друг с другом. Ударная волна от столкновения разогревает вещество, и оно начинает светиться — так рождается излучение, которое мы ловим на Земле.
Долгое время учёные не могли точно посчитать, как именно свет рождается внутри гамма-всплеска. Проблема в том, что это излучение само давит на плазму и меняет её движение — как будто фонарик толкает туман. Авторы новой работы впервые построили компьютерную модель, которая учитывает это взаимное влияние во всех деталях. Они проследили путь ударных волн от момента рождения до выхода света наружу.
Результат удивил: обратная ударная волна (та, что движется назад по падающему потоку) продолжает «светиться» даже там, где плазма уже почти прозрачна для излучения. Раньше считалось, что в таких местах свет уже не влияет на вещество. Теперь ясно, что влияние сохраняется дольше, чем думали. Свет рассеивается не на одной чёткой поверхности, а в широком диапазоне расстояний — как туман, который рассеивает фары не в одной точке, а по всей толщине.
В итоге спектр излучения получается похожим на настоящие гамма-всплески: много фотонов низкой энергии и меньше — высокой. Это значит, что модель верно описывает физику внутри вспышки. Понимание этих процессов поможет лучше читать сигналы от далёких катастроф во Вселенной.
Гамма-всплеск за секунду может выделить больше энергии, чем Солнце за всю свою жизнь.