Poświata GRB 080916C w tym widoku jest pomarańczowo-żółta, łącząc obrazy z teleskopów Swift UltraViolet / Optical i rentgenowskich. Źródło: NASA / Swift / Stefan Immler
Naukowcy korzystający z kosmicznego teleskopu gamma Fermi zgłaszają eksplozję promieniowania gamma, która zdmuchuje wszystko, co widzieli wcześniej. Wybuch, zarejestrowany ostatniej jesieni w gwiazdozbiorze Cariny, uwolnił energię 9 000 supernowych.
Zapadnięcie się bardzo masywnych gwiazd może spowodować gwałtowne wybuchy, którym towarzyszą silne rozbłyski światła gamma, które są jednymi z najjaśniejszych wydarzeń we wszechświecie. Typowe rozbłyski gamma emitują fotony o energii od 10 kiloelektronów do około 1 megaelektronów. Fotony o energiach powyżej woltów megaelektronowych były obserwowane w bardzo rzadkich przypadkach, ale odległości do ich źródeł nie były znane. Międzynarodowe konsorcjum badawcze informuje o tym wydaniu magazynu Science Express kosmiczny teleskop gamma Fermi wykrył fotony o energii od 8 kiloelektronowych woltów do 13 woltów gigaelektronowych przybywających z impulsu gamma 080916C.
Wybuch, oznaczony GRB 080916C, miał miejsce tuż po północy GMT 16 września (19:13 wieczorem 15 we wschodnich Stanach Zjednoczonych). Dwa z instrumentów naukowych Fermi - Teleskop Dużego Obszaru i Monitor Wybuchu Promieni gamma - jednocześnie zarejestrowały to wydarzenie. Oba instrumenty razem dają widok emisji promieniowania gamma z energii od 3000 do ponad 5 miliardów razy więcej niż światło widzialne.
Zespół pod przewodnictwem Jochena Greinera z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej Maxa w Garching w Niemczech ustalił, że wybuch nastąpił w odległości 12,2 miliarda lat świetlnych za pomocą detektora optycznego / bliskiej podczerwieni (GROND) gamma-ray Burst na 2,2 metra (7,2 stopy) teleskop w Europejskim Obserwatorium Południowym w La Silla, Chile.
„Już był to ekscytujący wybuch” - mówi Julie McEnery, zastępca naukowca projektu Fermi w NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. „Ale wraz z dystansem zespołu GROND zmieniło się z ekscytującego w niezwykłe”.
Astronomowie uważają, że większość eksplozji promieniowania gamma ma miejsce, gdy masywnym gwiazdom zabraknie paliwa jądrowego. Gdy jądro gwiazdy zapada się w czarną dziurę, strumienie materiału - napędzane procesami, które nie są jeszcze w pełni zrozumiałe - wystrzeliwują na zewnątrz z prędkością niemal światła. Dżety przeleciały przez zapadającą się gwiazdę i kontynuowały podróż w przestrzeń kosmiczną, gdzie oddziaływują z gazem wcześniej zrzuconym przez gwiazdę. To generuje jasne poświaty, które zanikają z czasem.
Wybuch jest nie tylko spektakularny, ale także zagadkowy: osobliwe opóźnienie czasowe oddziela jego najwyższą emisję energii od najniższej. Takie opóźnienie czasowe widać wyraźnie tylko w jednej wcześniejszej serii, a badacze mają kilka wyjaśnień, dlaczego może istnieć. Możliwe jest, że opóźnienia można wytłumaczyć strukturą tego środowiska, przy czym promienie gamma o niskiej i wysokiej energii „pochodzą z różnych części strumienia lub powstają za pomocą innego mechanizmu” - powiedział Peter Michelson, główny badacz teleskopu Large Area Telescope , profesor fizyki z Uniwersytetu Stanforda związany z Departamentem Energii.
Inna, znacznie bardziej spekulacyjna teoria sugeruje, że być może opóźnienia czasowe nie wynikają z niczego w otoczeniu wokół czarnej dziury, ale z długiej podróży promieni gamma z czarnej dziury do naszych teleskopów. Jeśli teoria grawitacji kwantowej jest prawidłowa, to w jej najmniejszej skali przestrzeń nie jest gładkim ośrodkiem, lecz burzliwą, wrzącą pianą „piany kwantowej”. Promienie gamma o niższej energii (a przez to lżejsze) podróżowałyby szybciej przez tę pianę niż promienie gamma o wyższej energii (a więc i cięższe). W ciągu 12,2 miliarda lat świetlnych ten bardzo niewielki efekt może spowodować znaczne opóźnienie.
Wyniki Fermi zapewniają najsilniejszy jak dotąd test szybkości konsystencji światła przy tych ekstremalnych energiach. Gdy Fermi obserwuje więcej błysków gamma, badacze mogą szukać opóźnień czasowych, które różnią się w zależności od błysków. Jeśli występuje efekt grawitacji kwantowej, opóźnienia powinny się różnić w zależności od odległości. Jeśli przyczyną jest środowisko wokół wybuchu, opóźnienie powinno pozostać względnie stałe bez względu na to, jak daleko nastąpiło wybuch.
„Ta seria wywołuje różnego rodzaju pytania” - mówi Michelson. „Za kilka lat będziemy mieli dość dobrą próbkę serii i możemy uzyskać kilka odpowiedzi”.
Źródło: Eurekalert
