Вспышки гамма-излучения выдают смену спектра по временным задержкам

Авторы взяли два очень ярких гамма-всплеска с телескопа Fermi и разобрали их не как единый «сигнал», а по кусочкам во времени. Для каждого кусочка они сравнивали, когда приходят фотоны разных энергий: сначала более мягкие или более жесткие, и как это меняется по ходу вспышки. Параллельно они делали спектральный разбор — то есть смотрели, из каких энергетических «слоёв» состоит излучение в разные моменты.

Зачем такой подход нужен: у гамма-всплесков задержки между энергиями могут возникать по разным причинам, и по одной только задержке трудно понять, что именно происходит внутри источника. Поэтому исследователи попытались связать сам характер задержки с формой спектра. Идея простая: если спектр просто постепенно смещается к более низким энергиям, это одно; если же внезапно появляется отдельная высокоэнергичная часть, это уже другой сценарий.

Что получилось, интересно именно в сравнении двух событий. У GRB 160625B задержки были положительными почти всегда, и это хорошо сочеталось с обычным «похолоданием» излучения: сначала приходят более жёсткие фотоны, потом более мягкие. У GRB 190114C картина другая: в диапазоне 30–100 МэВ задержки стали отрицательными, и это совпало с тем, что через несколько секунд после начала вспышки появился дополнительный компонент на высоких энергиях, который начал заметно влиять на сигнал в LLE-диапазоне. То есть задержка здесь выглядит не просто как сдвиг во времени, а как маркер появления нового источника излучения в той же вспышке.

Ещё один полезный кусок работы — оценка так называемого фактора Лоренца, то есть насколько быстро летит поток вещества, породивший вспышку, если считать в очень грубом переводе: чем больше число, тем ближе движение к околосветовому. По высокоэнергетическому обрыву спектра для GRB 160625B авторы получили оценки порядка 120–250.