Раскрыта тайна путешествующих в прошлое космических объектов

Изображение: DESY / Science Communication Lab

Астрономы Университета Чарлстона в США нашли причины явления, когда изменение яркости гамма-вспышек повторяется в обратном порядке, словно она возвращается назад во времени. Исследователи объясняют этот феномен тем, что скорость частиц, разогнанных от кормящейся черной дыры через газ или плазму, превзошла скорость света в этой же самой плотной среде. Статья ученых опубликована в The Astrophysical Journal.

Исследователи проанализировали кривые блеска (функции изменения яркости объекта от времени) гамма-всплесков (ГВ) — взрывных выбросов энергии, которые наблюдаются в далеких галактиках. Считается, что их причиной является слияние нейтронных звезд или попадание яркой звезды в черную дыру. В последнем случае вокруг черной дыры образуется аккреционный диск, а часть вещества отбрасывается в окружающее пространство. Это вещество может достигать скорости света и, сталкиваясь с межзвездным газом, создает яркую вспышку.

Некоторые кривые блеска ГВ имеют повторяющиеся в обратном порядке элементы. Для объяснения этого феномена ученые предложили простую модель, согласно которой ударная волна в плотной среде превышает фазовую скорость света в этой же среде, после чего вновь замедляется до досветовых значений. Ударная волна порождает излучение Черенкова, когда она движется со сверхсветовой скоростью, и ударное синхротронное излучение, когда скорость досветовая.

Изменения скорости волны приводят к релятивистскому удвоению изображения. Подобное явление гипотетически происходит в черенковских детекторах. Когда заряженная частица, двигающаяся с околосветовой скоростью, попадает в воду, она перемещается быстрее фронта черенковского излучения. При этом может казаться, что частица движется как прямо, так и в обратном направлении.