Поляризационные наблюдения ALMA раскрыли магнитную структуру джетов гамма-всплесков

Астрофизики представили результаты систематического исследования поляризации миллиметрового излучения послесвечений гамма-всплесков (GRB) с использованием массива телескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). В работе, опубликованной на arXiv, проанализированы 24 наблюдения (20 из них новые) 11 длинных гамма-всплесков в интервале от 0,1 до 87 суток после вспышки.

Значимая линейная поляризация обнаружена в 8 наблюдениях 6 событий со степенью от 0,6% до 2,4%. Для остальных установлены глубокие верхние пределы (в среднем не более 1%). Многоэпохальные наблюдения показали разнообразную эволюцию поляризации.

Наиболее детальную кривую поляризации зарегистрировали для GRB 190114C. Ранняя эволюция указала на пятнистые магнитные поля в обратной ударной волне, а более поздняя согласуется с моделями прямой ударной волны. GRB 220921A продемонстрировал быстрый рост поляризации от менее 0,4% до 2,4% за 1,9–6,8 суток, что не описывается тороидальными полями обратной волны, но соответствует нескольким моделям случайных полей в прямой волне.

Для самого яркого в истории GRB 221009A получены поляризационные сигналы с наивысшей значимостью (около 1,4–1,6%). Однако ни одна из существующих моделей — ни прямой, ни обратной ударной волны — не смогла одновременно объяснить эволюцию поляризации и геометрию наблюдения, за исключением модели пятнистых полей в обратной волне. Глубокие верхние пределы для GRB 171205A исключили тороидальные поля обратной волны при предполагаемой геометрии в стороне от оси.

Интерпретация в рамках модели пятнистых полей даёт оценку масштаба когерентности магнитного поля порядка 10^?3–10^?2 радиан. По мнению авторов, эти наблюдения демонстрируют диагностическую силу радио- и миллиметровой поляриметрии для изучения структуры магнитных полей, области излучения и геометрии релятивистских джетов гамма-всплесков.