Огромный всплеск гамма-лучей, обнаруженный космическим телескопом Integral Европейского космического агентства, поразил Землю. Взрыв вызвал значительные нарушения в ионосфере нашей планеты. Такие возмущения обычно связывают с событиями, связанными с энергетическими частицами на Солнце, но это событие было результатом взрыва звезды, находящейся почти в двух миллиардах световых лет от нас. Анализ последствий взрыва может предоставить информацию о массовых вымираниях в истории Земли, сообщает европейское космическое агентство.
9 октября 2022 года чрезвычайно яркий и продолжительный гамма-всплеск (GRB) был обнаружен многими высокоэнергетическими спутниками на орбите вблизи Земли, включая миссию ЕКА Integral.
«Мы измеряем гамма-всплески с 1960-х годов, и это самые сильные из когда-либо измеренных», — говорит соавтор Пьетро Убертини из Национального института астрофизики, Рим, Италия, и главный исследователь инструмента IBIS компании Intergral. Настолько сильный, что его ближайший конкурент в десять раз слабее. По статистике, такой сильный гамма-всплеск, как GRB 221009A, достигает Земли только один раз в 10 000 лет.
За 800 секунд воздействия гамма-лучей всплеск дал достаточно энергии, чтобы активировать детекторы молний в Индии. Приборы в Германии зафиксировали признаки того, что ионосфера Земли была нарушена взрывом на несколько часов. Это экстремальное количество энергии натолкнуло команду на мысль изучить влияние всплеска на ионосферу Земли.
Ионосфера — это слой верхней атмосферы Земли, содержащий электрически заряженный газ, называемый плазмой. Он простирается на высоту от 50 до 950 км. Исследователи называют ее верхней ионосферой на высоте выше 350 км, а нижней ионосферой — ниже. Ионосфера настолько разрежена, что космические корабли могут удерживать орбиты в большей части ионосферы.
Одним из таких космических аппаратов является Китайский сейсмо-электромагнитный спутник (CSES), также известный как Чжанхэн, китайско-итальянская космическая миссия. Он был запущен в 2018 году и отслеживает верхнюю часть ионосферы на предмет изменений в ее электромагнитном поведении. Его основная задача — изучить возможные связи между изменениями в ионосфере и возникновением сейсмических событий, таких как землетрясения, но он также может изучать влияние солнечной активности на ионосферу.
И Мирко, и Пьетро являются членами научной группы CSES, и они поняли, что, если GRB создал возмущение, CSES должно было это увидеть. Но они не могли быть уверены. «Раньше мы искали этот эффект у других гамма-всплесков, но ничего не увидели», — говорит Пьетро.
В прошлом гамма-всплески были замечены влияющими на нижнюю часть ионосферы в ночное время, когда солнечное влияние устранено, но никогда на верхнюю часть. Это привело к убеждению, что к тому времени, когда он достиг Земли, взрыв гамма-всплеска уже не был достаточно мощным, чтобы вызвать изменение проводимости ионосферы, ведущее к изменению электрического поля.
Однако на этот раз, когда ученые посмотрели, их вывод был иной. Эффект был очевидным и сильным. Впервые они увидели интенсивное возмущение в виде сильного изменения электрического поля в верхней части ионосферы. «Это потрясающе. Мы можем видеть вещи, которые происходят в глубоком космосе, но также влияют на Землю», — говорит Эрик Куулкерс, научный сотрудник проекта ЕКА.
Этот конкретный GRB произошел в галактике, находящейся на расстоянии почти 2 миллиардов световых лет от нас (то есть два миллиарда лет назад), но у него все еще было достаточно энергии, чтобы повлиять на Землю. Хотя Солнце обычно является основным источником радиации, достаточно сильным, чтобы воздействовать на ионосферу Земли, этот гамма-всплеск запускает инструменты, обычно предназначенные для изучения огромных взрывов в атмосфере Солнца, известных как солнечные вспышки. «Примечательно, что это возмущение затронуло самые нижние слои ионосферы Земли, расположенные всего в десятках километров над поверхностью нашей планеты, оставив отпечаток, сравнимый с отпечатком крупной солнечной вспышки», — говорит Лаура Хейс, научный сотрудник и физик Солнца из ЕКА.
Этот отпечаток проявился в виде увеличения ионизации в нижней части ионосферы. Он был обнаружен в очень низкочастотных радиосигналах, которые отражаются между землей и нижней ионосферой Земли. «По сути, мы можем сказать, что ионосфера «опустилась» на более низкие высоты, и мы обнаружили это по тому, как радиоволны отражаются вдоль ионосферы», — объясняет Лаура, опубликовавшая эти результаты в 2022 году.
Это подкрепляет идею о том, что сверхновая в нашей галактике может иметь гораздо более серьезные последствия. «Были большие дебаты о возможных последствиях гамма-всплеска в нашей галактике», — говорит Мирко.
