Охота За Всплесками

Добро пожаловать в проект Охота За Всплесками! В этом проекте нам нужна ваша помощь в выявлении признаков гамма-всплесков, одного из самых энергичных взрывов во Вселенной!

Что такое гамма-всплеск?

Гамма-всплески — одни из самых мощных взрывов во Вселенной. Эти всплески за 10 секунд выделяют больше энергии, чем за все 10 миллиардов лет жизни нашего Солнца. К счастью, эти всплески происходят очень далеко и поэтому не опасны для Земли, но они очень интересны для ученых и астрономов для будущих исследований.

Credit: NASA/CGRO/BATSE

Анимация выше демонстрирует гамма-всплеск, обнаруженный космическим телескопом NASA! Телескоп называется «Burst And Transient Source Experiment» (BATSE) на борту Комптонской гамма-обсерватории. Телескоп обнаруживает гамма-лучи, которые являются частью светового спектра, как показано на рисунке ниже.

Credit: Creative Commons

Гамма-всплески излучают свет (также называемый фотонами) в волнах всех длин. Но первое излучение обычно наблюдается в гамма-лучах, которые и будут в центре внимания этого проекта. BATSE собирает информацию о гамма-лучах, которые он видит с течением времени. Используя эту информацию, мы можем создать фильм неба с гамма-лучами, состоящий из различных цветов, которые указывают на интенсивность гамма-лучей. Яркая бело-красная линия, проходящая через центр изображения, представляет собой излучение гамма-лучей нашей галактики Млечный Путь. Исключительно яркое пятно над плоскостью Млечного Пути представляет собой гамма-всплески. Хотя наша галактика излучает значительное количество гамма-лучей, гамма-всплеск производит тонны гамма-лучей, которые могут даже затмить всю нашу галактику во время примерно 10-ти секундного взрыва и подавить детекторы телескопа, в результате чего все изображение станет белым.

В правой части анимации вы найдете график, который мы используем для отслеживания количества гамма-лучей, которые мы видим на протяжении времени. Вертикальная ось графика является мерой того, сколько фотонов гамма-излучения обнаруживает телескоп, причем более высокие точки на графике указывают на большее количество фотонов гамма-излучения. Когда происходит гамма-всплеск, мы видим резкий пик на графике. Этот график — то, что мы называем «световая кривая» гамма-всплеска, и он дает представление о физическом механизме, создающем эти всплески.

В рамках этого проекта вы классифицируете эти характерные пики, помогая нам глубже понять явление, лежащее в основе гамма-всплесков.

Астрономы полагают, что гамма-всплески возникают в результате некоторых экстремальных астрофизических событий, связанных со звездами и черными дырами. Эти энергетические события создадут сильные струи частиц и фотонов с чрезвычайно высокой энергией. Эти импульсы дают исследователям информацию о явлениях, которые создают эти всплески, способствуя научным открытиям. Рисунок ниже отражает наше нынешнее понимание того, как эти фотоны создаются в гамма-всплесках.

Figure credit: NASA/Goddard Space Flight Center/ICRAR.

Точнее, астрономы теперь знают, что гамма-всплески, вероятно, формируются за счет двух основных физических механизмов. Более распространенный механизм – коллапс массивных звезд. Когда у массивных звезд заканчивается топливо для производства энергии, они разрушаются под действием силы тяжести и взрываются как сверхновые. Некоторые из этих сверхновых звезд также испускают интенсивные струи гамма-излучения, как показано на анимации ниже. (credit: NASA Goddard Space Flight Center).

Credit: NASA Goddard Space Flight Center

Менее распространенный механизм формирования гамма-всплесков — это слияние двух нейтронных звезд или слияние нейтронной звезды и черной дыры, как показано на анимации ниже. (credit: NASA Goddard Space Flight Center). Эти события также могут вызвать явление, называемое гравитационными волнами. Хотя это явление было предсказано общей теорией относительности Эйнштейна более 100 лет назад, астрономы наконец подтвердили его существование в 2015 году благодаря недавно модернизированным детекторам гравитационных волн LIGO и VIRGO!

Credit: NASA Goddard Space Flight Center

Почему астрономы так интересуются гамма-всплесками?

Поскольку гамма-всплески очень яркие в гамма-лучах, мы можем видеть их по всей Вселенной, от близлежащих галактик до очень далекой Вселенной. Поскольку свет распространяется с конечной скоростью, свету требуется много времени, чтобы добраться из далекой вселенной до нас, и поэтому, когда мы видим вещи из далекой вселенной, мы оглядываемся назад во времени. Фактически, гамма-всплески — одно из очень немногих событий, которые можно обнаружить из эпохи, когда формировались первые звезды. Таким образом, гамма-всплески являются мощным инструментом для изучения ранней Вселенной и изучения того, как Вселенная эволюционировала до своего нынешнего состояния.

Более того, поскольку гамма-всплески создаются в самых экстремальных средах Вселенной — сверхновых, нейтронных звездах и черных дырах — они полезны для изучения физики в этих необычных средах, которые очень сложно создать на Земле.

The Neil Gehrels Swift Observatory

Данные, которые вы видите в этом проекте, получены из Обсерватории Niel Gehrels Swift, также известной как Swift. На рисунке ниже показано, как выглядит телескоп.

Credit: NASA Goddard Space Flight Center

Swift — это многоволновой космический телескоп, что означает, что он может наблюдать гамма-всплески одновременно во всем спектре света: от оптического до ультрафиолетового и гамма-излучения. Swift был запущен 20 ноября 2004 года и отслеживает Вселенную и обнаруживает гамма-всплески уже 19 лет. На видео ниже показано краткое изложение открытия Swift гамма-всплесков, когда он наблюдал 500 гамма-всплесков. На сегодняшний день Swift зарегистрировал более 1600 гамма-всплесков!

Credit: NASA Goddard Space Flight Center

Почему нам нужна ваша помощь

Нам нужна ваша помощь, чтобы отметить и идентифицировать гамма-всплески с определенными формами импульсов (дополнительную информацию об этих формах импульсов см. в FG), что поможет астрономам разгадать тайну их физического происхождения. Ваши глаза могут точно классифицировать формы импульсов и другие закономерности в данных, которые мы еще не смогли научить компьютер обнаруживать. Ваша классификация этих гамма-всплесков поможет астрономам определить происхождение этих всплесков и расширить наши знания об этих загадочных и энергичных событиях во Вселенной.

Если вы хотите узнать более подробную информацию о том, как ваша работа поможет астрономам узнать о физике гамма-всплесков, ознакомьтесь с FAQ выше.

Подтверждение

Этот проект поддерживается NASA's Citizen Science Seed Funding Program (CSSFP).

Нормы поведения

Проект Охота За Всплесками стремится создать среду сотрудничества и инклюзивности. Участвуя в обсуждениях на платформе Охота За Всплесками, просим проявлять уважение к другим, особенно к тем, у кого другие точки зрения и опыт. Дополнительные рекомендации можно найти в [Zooniverse Talk Community Standards].(https://www.zooniverse.org/talk/14/672147).