Teleskop rentgenowski Swift uchwycił ten obraz GRB050509b osadzony w rozproszonej emisji promieniowania rentgenowskiego związanego z gromadą galaktyk. Źródło zdjęcia: NASA. Kliknij, aby powiększyć.
Dwa miliardy lat i 25 dni temu wydarzenie, które miało być przełomem w społeczności astronomicznej, miało miejsce w odległej galaktyce? podmuch promieni gamma trwający zaledwie trzydzieści sekund. Odpowiednio nazwane obserwatorium Swift „zobaczyło” gamma za pomocą swojego instrumentu Burst Alert Telescope (BAT), z grubsza pracowało nad tym, skąd pochodzą, i obróciło swoje teleskopy rentgenowskie i UV. Międzynarodowa GCN (GRB Coordinates Network) rozjaśniła się zawiadomieniami z obserwatoriów na całym świecie (i w kosmosie), informując o tym, co znaleźli, kiedy tam spojrzeli. Dane napłynęły z Namibii, Wysp Kanaryjskich, kontynentalnych Stanów Zjednoczonych, Chile, Indii, Holandii, a przede wszystkim Hawajów. Wiodące na świecie teleskopy optyczne, VLT, Kecks, Bliźnięta, Subaru, wszystkie włączyły się do akcji; widmo elektromagnetyczne zostało pokryte z promieniowania o bardzo wysokiej energii gamma do radia.
A wszystko po co? Kilkadziesiąt promieni gamma plus kilkanaście promieni rentgenowskich? Astronomowie od ponad dekady wiedzą, że rozbłyski gamma (GRB) są dwojakiego rodzaju:? Długo miękkie? i? krótko-trudny ?. GRB050509b był krótkotrwały. Trwało to około 30 ms, jego spektrum gamma było bardziej? Trudne? gamma niż? miękkie? i po raz pierwszy wykryto poświatę rentgenowską.
Astronomowie od lat „desperacko szukają poświaty”. Są to fale rentgenowskie, UV, optyczne, IR i radiowe przesyłane strumieniowo z miejsca GRB, po tym jak promieniowanie gamma wyłączy się. Ponieważ możemy precyzyjniej wskazać źródło tych źródeł niż same GRB, znalezienie poświaty jest pierwszym krokiem do ustalenia, czym one są.
Przed GRB050509b astronomowie skłaniali się ku teorii, że długo-miękkie GRB to supernowe zapadające się w rdzeniu (zwane collapsarami). Chociaż opublikowano kilkadziesiąt artykułów teoretycznych na temat tego, jakie mogą być krótkotrwałe GRB, tylko trzy scenariusze wydawały się pasować do danych promieniowania gamma? połączenie (lub zderzenie) gwiazdy neutronowej z inną (lub czarną dziurą), olbrzymi rozbłysk magnetara („trzęsienie gwiazdy” w silnie magnetycznej gwiazdy neutronowej) lub pewne zmiany w temacie zwarcia.
Teraz pierwszy z prawdopodobnie setek artykułów na temat GRB050509b został zgłoszony do publikacji. 28 autorów konkluduje, że „istnieje obecnie obserwacyjne poparcie dla hipotezy, że krótkotrwałe wybuchy powstają podczas łączenia zwartego układu podwójnego (dwie gwiazdy neutronowe lub gwiazda neutronowa i czarna dziura)”.
Klucz do naukowców? wnioskiem jest „lokalizacja” poświaty rentgenowskiej.
Teleskop rentgenowski Swift wykrył promienie rentgenowskie pochodzące z tego samego obszaru nieba co gamma; po pewnym przemyśleniu, by związać pozorną pozycję rentgenowską z astronomami? układ współrzędnych (RA i Dec) zespół Swift XRT ustalił, że poświata pochodzi z koła o średnicy około 15 ″ (sekund łukowych), którego środek znajduje się około 10 ″ od serca galaktyki eliptycznej (która ma teraz niezapomnianą nazwę G1 ), sama jest członkiem bogatej gromady galaktyk skąpanej w promieniach rentgenowskich. Skąd wiedzieli, że to poświata? Ponieważ wyblakło; rozproszone promieniowanie rentgenowskie z klastrów tego nie robi.
I pomimo bardzo uważnego patrzenia, nie wykryto żadnej innej poświaty elektromagnetycznej.
Więc teraz nasi 28 astronomów musiało ustalić, czy przedmieścia G1 są miejscem, w którym wydarzyło się gwiezdne życie, czy gdzie indziej; czym jest? gospodarz ?, w mowie astronomicznej.
Współczesna astronomia intensywnie wykorzystuje statystyki; aby mieć pewność, że nie mają fuksa, badacze zwykle chcą wielu przykładów. W takim przypadku jedynymi statystykami, które autorzy mogliby zrobić, są obliczenia? jak prawdopodobne jest, że wystąpi krótkotrwały GRB (zakładając, że takie są zdarzenia gwiezdne)? w pobliżu? galaktyka eliptyczna, w bogatej gromadzie, przypadkiem? Wiele różnych? Jak prawdopodobne? zadawano pytania; odpowiedzi we wszystkich przypadkach są „mało prawdopodobne”. Jednak nikt nie wyklucza pecha.
Nasi badacze mogli teraz skorzystać z różnych modeli teoretycznych krótko-twardych GRB i poświaty GRB, aby zobaczyć, jak dobrze dane obserwacyjne pasują do oczekiwań teoretycznych, zakładając, że GRB poszło w G1.
Dobrą wiadomością (nr 1) jest to, że dane poświaty dobrze pasują: krótko-twarde GRB emitują o wiele mniej energii (gamma) niż długo-miękkie (więc poświaty z krótko-twardych GRB powinny być słabsze; energia gamma jest wskaźnikiem energii użytej do zasilania poświaty). Jeszcze lepiej, ponieważ to, na co rozbryzguje się rozbity pył, decyduje o tym, jak jasny będzie poświata, słaba poświata GRB050509b jest dokładnie tym, czego można się było spodziewać, gdyby wydarzyła się w rozrzedzonym gazie międzygwiezdnego ośrodka eliptycznego (poświaty zapadające się są częściowo jasne) ponieważ zdarzają się w niechlujnych pozostałościach chmur pyłu gazowego, z których się urodziły zaledwie kilka milionów lat wcześniej).
Drugą dobrą wiadomością jest to, że w G1 nie znaleziono śladu niedawnego formowania się gwiazd, co w zasadzie wyklucza zapadnię jako przodek. Dlaczego? Ponieważ obojczyki są bardzo młodymi gwiazdami, a więc nie mogły przenieść się daleko od miejsca urodzenia przed śmiercią. Co więcej, szczątki nawet najśmielszej supernowej zwartej w kosmosie byłyby widoczne kilka dni później.
Co powiesz na gigantyczny rozbłysk magnetara? Nie można tego zdecydowanie wykluczyć w przypadku GRB050509b, ale magnetar w galaktyce takiej jak G1 nie jest bardzo prawdopodobny, a GRB050509b był tysiąc razy jaśniejszy niż najsilniejszy rozbłysk magnetyczny, jaki do tej pory widzieliśmy.
Pozostawia to połączenie układu podwójnego gwiazdy neutronowej (lub układu podwójnego NS-BH). Gdzie znajdziemy taki plik binarny, gotowy do połączenia? Z pewnością można je znaleźć na przedmieściach galaktyk spiralnych lub w gromadach kulistych, ale gigantyczne galaktyki eliptyczne, takie jak G1, są w większości tam, gdzie.
Więc to? Sprawa zamknięta? Nie do końca. „Inne modele progenitorów są nadal opłacalne, a dodatkowe szybko zlokalizowane wybuchy z misji Swift bez wątpienia pomogą w dalszym wyjaśnieniu obrazu progenitorów”.
Czy GRB050509b może być gwiazdą w znacznie bardziej odległej galaktyce? Może jedna z kilkunastu rozmytych plamek (znacznie bardziej odległa gromada galaktyk? Takie wyrównania szans są bardzo powszechne) w poświacie rentgenowskiej lub w jej pobliżu? Być może zostanie to omówione w przyszłych artykułach na temat GRB050509b.
Oryginalne źródło: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
