Учёные предложили объяснение сверхэнергетическому фотону от GRB 221009A
Фотон от гамма-всплеска GRB 221009A преодолел более двух миллиардов световых лет, хотя по известным физическим моделям должен был поглотиться по пути. Новая работа связывает это с аксионоподобными частицами и возможным нарушением лоренц-инвариантности при высоких энергиях.
Группа исследователей предложила теоретическое объяснение того, как сверхэнергетический фотон от GRB 221009A мог достичь Земли. Гамма-всплеск известен как BOAT — «самый яркий за всё время наблюдений». Этот фотон был зарегистрирован установкой Carpet в Баксанской обсерватории на Кавказе и стал самым высокоэнергетическим фотоном, обнаруженным от гамма-всплеска.
Проблема в том, что источник расположен на расстоянии более двух миллиардов световых лет. Пространство заполнено реликтовым микроволновым излучением — фоновыми фотонами, оставшимися после ранней Вселенной. Согласно привычным моделям, фотон столь высокой энергии должен был взаимодействовать с этим излучением и не добраться до Земли в исходном виде.
Авторы новой работы рассматривают сценарий, в котором фотоны по дороге могут превращаться в гипотетические аксионоподобные частицы, а затем снова становиться фотонами возле Млечного Пути. Однако одного такого механизма, по оценке команды, недостаточно для объяснения наблюдения.
Поэтому исследователи добавили к модели возможное нарушение лоренц-инвариантности при очень высоких энергиях. Этот принцип специальной теории относительности предполагает, что законы физики одинаковы для наблюдателей, движущихся с разными скоростями. В предложенном сценарии изменение распространения фотонов на высоких энергиях уменьшает вероятность их взаимодействия с реликтовым излучением.
Работа рассматривает гипотетический сценарий с аксионоподобными частицами и возможным нарушением лоренц-инвариантности.