Фотон рекордной энергии от гамма-всплеска BOAT достиг Земли вопреки физике
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Фотон от крупнейшего космического взрыва со времен Большого взрыва достиг Земли, хотя, согласно известным законам физики, не должен был преодолеть расстояние более двух миллиардов световых лет. Речь идет о гамма-всплеске GRB 221009A, получившем название BOAT — «самый яркий из когда-либо наблюдавшихся». Событие зафиксировали 9 октября 2022 года. Об этом сообщает портал Science XXI.
Среди частиц, прибывших к Земле, оказался фотон с самой высокой энергией из всех, когда-либо зарегистрированных от гамма-всплеска. Его обнаружил детектор космических лучей Carpet, установленный в Баксанской обсерватории на российском Кавказе. Необычное наблюдение заставило ученых искать объяснение, выходящее за рамки стандартных представлений о распространении света.
Проблема связана с реликтовым микроволновым излучением, оставшимся после Большого взрыва. Высокоэнергетический фотон должен был столкнуться с его частицами и преобразоваться, не сумев пройти столь огромное расстояние. Как заявил руководитель исследования Джорджо Галланти из Итальянского национального института астрофизики, прежние объяснения оказались недостаточными.
Исследователи рассмотрели гипотезу о существовании сверхлегких аксионоподобных частиц. Согласно предложенному сценарию, фотон мог временно превратиться в такую частицу, избежать взаимодействия с реликтовым излучением, а затем вновь стать фотоном уже в окрестностях Млечного Пути. Однако для объяснения наблюдения ученым пришлось дополнительно допустить возможное нарушение лоренц-инвариантности — принципа, согласно которому физические законы одинаковы для наблюдателей, движущихся с разными скоростями.
В рамках этой модели частицы с очень высокой энергией могут распространяться по своеобразному «быстрому пути» через прозрачную Вселенную, не подвергаясь обычным разрушительным взаимодействиям. Наблюдения за BOAT частично согласуются с расчетами: фотон высокой энергии прибыл примерно через час после менее энергичных частиц света от того же всплеска. Именно такую задержку предсказывала разработанная теория.
По словам участника работы Марко Ронкаделли из Национального института ядерной физики Италии, исследование впервые объединило две ранее рассматривавшиеся отдельно идеи. Если будущие наблюдения подтвердят предложенный сценарий, космические события смогут использоваться для изучения квантовой гравитации на энергиях, недостижимых для земных ускорителей. Работа опубликована в репозитории arXiv и принята к публикации в журнале Physical Review Letters.
