Гамма-всплески: энергия джетов подчиняется единому закону
Международная группа астрофизиков представила новый анализ распределения энергий гамма-всплесков (GRB) с измеренными красными смещениями. Исследование, опубликованное на arXiv, показывает, что наблюдаемый разброс изотропной энергии, охватывающий более четырех порядков величины, можно воспроизвести в рамках единой модели джета.
Ученые исходили из простого предположения: каждый зарегистрированный всплеск порожден квазиуниверсальным джетом со степенным убыванием энергии по углу. Показатель этого профиля составляет от 3 до 4, что означает быстрое уменьшение энергии при отклонении от оси. Тогда разброс в наблюдаемых энергиях объясняется лишь тем, под каким углом мы видим джет.
Такая модель хорошо описывает распределение изотропной энергии и светимости. Более того, если дополнительно учесть эволюцию нормализации энергии с красным смещением — как предполагалось в ряде предыдущих работ, — соответствие становится еще лучше. Это указывает на то, что свойства джетов менялись на протяжении космической истории.
Крутой степенной индекс, полученный в работе, имеет важное физическое значение. Он согласуется со структурой джетов, предсказанной в симуляциях слабо намагниченных джетов в коллапсарах. Напротив, модели чисто гидродинамических джетов предсказывают более пологий профиль, что противоречит новым данным.
Авторы также проверили предсказания модели для кривых блеска послесвечения. Оказалось, что в рамках найденной структуры джета кривые должны демонстрировать характерное изменение наклона в моменты, совпадающие с наблюдаемыми временами излома джета. Это добавляет независимое подтверждение предложенной схемы.
Таким образом, наблюдаемое разнообразие гамма-всплесков может быть следствием не разных механизмов, а одной универсальной геометрии джета, видимой под разными углами. Работа вносит вклад в понимание физики самых мощных взрывов во Вселенной и уточняет параметры, которые используются при моделировании коллапсаров и их релятивистских выбросов.
