Величезний сплеск гамма-променів, виявлений космічним телескопом Integral Європейського космічного агентства, вразив Землю. Вибух спричинив значні порушення в іоносфері нашої планети.
Такі обурення зазвичай пов'язують із подіями, пов'язаними з енергійними частинками на Сонці, але ця подія була результатом вибуху зірки, яка перебуває майже за два мільярди світлових років від нас. Аналіз наслідків вибуху може надати інформацію про масові вимирання в історії Землі.
9 жовтня 2022 року надзвичайно яскравий та тривалий гамма-сплеск (GRB) був виявлений багатьма високоенергетичними супутниками на орбіті поблизу Землі, включаючи місію ЕКА Integral. Однак, GRB 221009A, як назвали вибух, був зовсім не звичайним. «Можливо, це був найяскравіший гамма-сплеск, який ми колись виявляли», — каже Мірко П'єрсанті з Університету Л'Акуїли, Італія, і провідний автор команди, яка сьогодні публікує ці результати.
Гама-сплески колись були загадковими подіями, але тепер визнано, що це вилив енергії зірок, що називаються надновими, або зіткнення двох надщільних нейтронних зірок.
«Ми вимірюємо гамма-сплески з 1960-х років, і це найсильніші з будь-коли виміряних», — каже співавтор П'єтро Убертіні з Національного інституту астрофізики, Рим, Італія, та головний дослідник інструменту IBIS телескопа Intergral. За статистикою, такий сильний гамма-сплеск, як GRB 221009A, досягає Землі лише один раз на 10 000 років.
За 800 секунд впливу гамма-променів сплеск дав достатньо енергії, щоб активувати детектори блискавок в Індії. Прилади в Німеччині зафіксували ознаки того, що іоносферу Землі було порушено вибухом на кілька годин. Ця екстремальна кількість енергії наштовхнула команду на думку вивчити вплив сплеску на верхню частину іоносфери Землі, шар верхньої атмосфери Землі, що містить електрично заряджені гази, які називаються плазмою.
Китайський сейсмо-електромагнітний супутник (CSES), також відомий як Чжанхен, китайсько-італійська космічна місія, запущена в 2018 році і відстежує верхню частину іоносфери щодо змін у її електромагнітній поведінці, могла зафіксувати такий сплеск. І Мирко, і П'єтро є членами наукової групи CSES, і вони зрозуміли, що якщо GRB створив обурення, CSES мало це побачити. Але вони не могли бути певні. «Раніше ми шукали цей ефект у інших гамма-сплесків, але нічого не побачили», — каже П'єтро.
У минулому гамма-сплески були помічені, коли вони впливали на нижню частину іоносфери в нічний час, коли сонячного впливу немає, але ніколи на верхню частину. Це призвело до переконання, що на той час, коли він досяг Землі, вибух гамма-сплеску вже не був достатньо потужним, щоб викликати зміну провідності іоносфери, що веде до зміни електричного поля.
Однак цього разу ефект був очевидним та сильним. Вперше вони побачили інтенсивне обурення у вигляді сильної зміни електричного поля у верхній частині іоносфери. «Це приголомшливо. Ми можемо бачити речі, які відбуваються у глибокому космосі, але також впливають на Землю», — каже Ерік Куулкерс, науковий співробітник проекту ЄКА.
Цей конкретний GRB стався в галактиці, що знаходиться на відстані майже 2 мільярди світлових років від нас (тобто два мільярди років тому), але в нього все ще було достатньо енергії, щоб вплинути на Землю. «Примітно, що це обурення торкнулося найнижчих верств іоносфери Землі, розташованих лише в десятках кілометрів над поверхнею нашої планети, залишивши відбиток, порівнянний з відбитком великого сонячного спалаху», — каже Лаура Хейс, науковий співробітник і фізик Сонця з ЕКА.
Цей відбиток проявився у вигляді збільшення іонізації в нижній частині іоносфери. Він був виявлений у дуже низькочастотних радіосигналах, що відбиваються між землею та нижньою іоносферою Землі. «По суті, ми можемо сказати, що іоносфера «опустилася» на менші висоти, і ми виявили це після того, як радіохвилі відбиваються вздовж іоносфери», — пояснює Лаура Хейс, яка опублікувала ці результати у 2022 році.
Це підкріплює ідею про те, що поява наднової в нашій галактиці може мати набагато серйозніші наслідки. «Були великі дебати про можливі наслідки гамма-сплеску у нашій галактиці», — каже Мірко.
У гіршому випадку вибух не тільки торкнеться іоносфери, а й може пошкодити озоновий шар, дозволяючи небезпечному ультрафіолетовому випромінюванню Сонця досягти поверхні Землі. Передбачається, що такий ефект є можлива причина деяких масових вимирань, які, як відомо, відбувалися на Землі в минулому. Але щоб дослідити цю ідею, нам знадобиться набагато більше даних.
Тепер, коли вони точно знають, що шукати, команда вже почала аналізувати дані, зібрані CSES, та зіставляти їх з іншими гамма-сплесками, поміченими «Інтегралом». І хоча вони можуть повернутися тільки до даних 2018 року, коли було запущено CSES, наступна місія вже запланована, гарантуючи, що це захоплююче нове вікно в те, як Земля взаємодіє навіть із дуже далеким Всесвітом, тепер залишиться відкритим.
