Źródło zdjęcia: Chandra
Połączone dane z obserwatorium rentgenowskiego Chandra NASA i obserwacji w podczerwieni z 200-calowym teleskopem Palomar ujawniły dowody na to, że rozbłysk gamma, jedna z najbardziej katastrofalnych eksplozji natury, miała miejsce w naszej Galaktyce kilka tysięcy lat temu. Resztka supernowej, W49B, może być również pierwszą pozostałością rozbłysku gamma odkrytego w Drodze Mlecznej.
W49B to mgławica w kształcie beczki, położona około 35 000 lat świetlnych od Ziemi. Nowe dane ujawniają jasne pierścienie podczerwieni, takie jak obręcze wokół lufy, oraz intensywne promieniowanie rentgenowskie żelaza i niklu wzdłuż osi lufy.
„Wyniki te dostarczają intrygujących dowodów na to, że niezwykle masywna gwiazda eksplodowała w dwóch potężnych, przeciwnie skierowanych dżetach bogatych w żelazo” - powiedział Jonathan Keohane z Jet Propulsion Laboratory NASA na konferencji prasowej na spotkaniu American Astronomical Society w Denver. „To sprawia, że W49B jest głównym kandydatem na pozostałość po rozbłysku promieniowania gamma obejmującego zwinięcie czarnej dziury”.
„Najbliższa znana seria promieniowania gamma na Ziemię jest w odległości kilku milionów lat świetlnych? większość jest oddalona o miliardy lat świetlnych? więc wykrycie pozostałości jednego z naszej galaktyki byłoby dużym przełomem ”- powiedział William Reach, jeden ze współpracowników Keohane z California Institute of Technology.
Zgodnie z teorią Collapsara, wybuchy promieniowania gamma powstają, gdy masywnej gwiazdy zabraknie paliwa jądrowego, a jej rdzeń zapadnie się, tworząc czarną dziurę otoczoną dyskiem niezwykle gorącego, szybko obracającego się namagnesowanego gazu. Znaczna część tego gazu jest wciągana do czarnej dziury, ale część jest odrzucana w przeciwnie skierowane strumienie gazu poruszające się z prędkością bliską prędkości światła.
Obserwator ustawiony w jednym z tych dżetów zobaczyłby rozbłysk promieniowania gamma, oślepiający błysk, w którym skoncentrowana moc jest równa mocy dziesięciu biliardów słońc przez minutę. Widok prostopadły do dżetów jest mniej zadziwiający, choć mimo to spektakularny wybuch supernowej. W przypadku W49B strumień jest wychylany z płaszczyzny nieba o około 20 stopni.
Na obrazie w podczerwieni można zidentyfikować cztery pierścienie o średnicy około 25 lat świetlnych. Pierścienie te, wywołane ciepłym gazem, zostały prawdopodobnie odrzucone przez szybki obrót masywnej gwiazdy na kilkaset tysięcy lat przed wybuchem gwiazdy. Pierścienie zostały wypchnięte na zewnątrz przez gorący wiatr z gwiazdy kilka tysięcy lat przed jej eksplozją.
Obraz i dane widmowe Chandra pokazują, że strumienie gazu wielomilionowego Celsjusza rozciągające się wzdłuż osi lufy są bogate w jony żelaza i niklu, zgodnie z ich wyrzucaniem ze środka gwiazdy. To odróżnia eksplozję od konwencjonalnej supernowej typu II, w której większość Fe i Ni wchodzi w tworzenie gwiazdy neutronowej, a zewnętrzna część gwiazdy jest odrzucana. W przeciwieństwie do tego w collapsarnym modelu rozbłysków gamma żelazo i nikiel są wyrzucane wzdłuż strumienia.
Na końcach lufy emisja rentgenowska rozbłyskuje, tworząc gorącą czapkę. Czapka rentgenowska jest otoczona spłaszczoną chmurą cząsteczek wodoru wykrytych w podczerwieni. Cechy te wskazują, że fala uderzeniowa wytworzona przez eksplozję napotkała dużą, gęstą chmurę gazu i pyłu.
Wyłania się scenariusz, w którym masywna gwiazda uformowana z gęstej chmury pyłu świeciła jasno przez kilka milionów lat, jednocześnie obracając pierścienie gazu i odpychając je, tworząc prawie pustą wnękę wokół gwiazdy. Gwiazda następnie przeszła eksplozję supernowej typu kolapsarnego, co spowodowało wybuch gamma.
Obserwacje W49B mogą pomóc w rozwiązaniu problemu, który doprowadził do pogorszenia modelu collapsarowego dla błysków gamma. Z jednej strony model opiera się na zapaści masywnej gwiazdy, która zwykle powstaje z gęstej chmury. Z drugiej strony obserwacje poświaty wielu rozbłysków gamma wskazują, że wybuch nastąpił w gazie o niskiej gęstości. Na podstawie danych W49B, rozdzielczość zaproponowana przez Keohane'a i współpracowników jest taka, że gwiazda wykroiła rozległą wnękę o niskiej gęstości, w której następnie nastąpiła eksplozja.
„Wygląda na to, że gwiazda wybuchła w utworzonej przez siebie bańce” - powiedział Keohane. „W pewnym sensie wykopał własny grób”.
Marshall Space Flight Center NASA, Huntsville, Ala., Zarządza programem Chandra dla Office of Space Science, NASA Headquarters, Waszyngton. Northrop Grumman z Redondo Beach, Kalifornia, dawniej TRW, Inc., był głównym wykonawcą obserwatorium. Smithsonian Astrophysical Observatory kontroluje naukę i operacje lotnicze z Centrum Rentgenowskiego Chandra w Cambridge, Massachusetts.
Oryginalne źródło: Chandra News Release
