Астрофизики объяснили рекордный гамма-всплеск GRB250702B микроприливным разрушением звезды
Астрофизики представили модель, объясняющую уникальные свойства гамма-всплеска GRB250702B, который длился около семи часов в гамма-диапазоне. Это самый продолжительный известный всплеск такого рода. Кроме того, ему предшествовал мягкий рентгеновский предвестник примерно за сутки, а после основного события наблюдалось затухающее рентгеновское излучение в течение нескольких недель.
В работе, размещенной на arXiv, исследователи предположили, что всплеск порожден микроприливным разрушением звезды. В этом сценарии черная дыра звездной массы разрывает солнцеподобную звезду, а образовавшиеся обломки формируют аккреционный диск. Вращение черной дыры и магнитные поля запускают релятивистскую струю через механизм Блэнфорда-Знаека.
Ключевая особенность модели — временные масштабы аккреции обломков, которые составляют от нескольких часов до нескольких дней. Это естественным образом объясняет длительность ультрадлинных гамма-всплесков. Для проверки гипотезы авторы провели трехмерные гидродинамические симуляции с помощью кода AREPO, смоделировав разрушение звезды массой в одну солнечную черной дырой в десять солнечных масс.
Расчеты показали, что примерно за сутки обломки формируют квазистационарную оболочку с низкоплотной полярной воронкой, имеющей степенной профиль плотности и угол полураскрытия около 15 градусов. Применение аналитической модели устойчивости струи показало, что такая воронка предотвращает развитие кинк-неустойчивости, позволяя струе стабильно распространяться и вырываться наружу при мощности выше 10^47 эрг в секунду.
На основе модели ученые связали рентгеновский предвестник с аккрецией вещества до формирования полноценного диска. Сам гамма-всплеск объясняется узкой струей с углом раствора менее одного градуса, светимость которой в изотропном эквиваленте достигает порядка 10^51 эрг в секунду. Предполагается, что черная дыра быстро вращалась с безразмерным параметром спина около 0,9.
Недельное затухание рентгеновского излучения, по мнению авторов, связано с потерей массы диска через ветры, из-за чего мощность струи падает пропорционально t в степени минус 2. Одновременно происходит расширение струи, что дополнительно ускоряет спад наблюдаемой светимости до t в степени минус 4. Такое сочетание объясняет наблюдаемую кривую блеска.
Работа демонстрирует, что микроприливные разрушения звезд могут служить физически обоснованным механизмом для ультрадлинных гамма-всплесков. Предложенная модель впервые связывает все три фазы события в единую картину и открывает путь для дальнейших исследований подобных объектов.
