Galaktyki przyjmujące wybuch gamma. Kliknij, aby powiększyć
Gdyby wybuch promieniowania gamma miał miejsce w pobliżu Ziemi, byłby to bardzo zły dzień: nasza warstwa ozonowa zostałaby zerwana, klimat na świecie zmieniłby się dramatycznie, a życie walczyłoby o przetrwanie. Na szczęście wygląda na to, że nie zdarzają się one w galaktykach takich jak nasza Droga Mleczna. Naukowcy odkryli, że wybuchy zdarzają się zwykle w małych nieregularnych galaktykach pozbawionych cięższych pierwiastków chemicznych.
Wybuch promieniowania gamma (GRB) występujący w naszej własnej galaktyce może zdziesiątkować życie na Ziemi, niszcząc warstwę ozonową, wywołując zmiany klimatu i drastycznie zmieniając ewolucję życia. Dobra wiadomość jest jednak taka, że wyniki opublikowane online w czasopiśmie Nature pokazują, że prawdopodobieństwo klęski żywiołowej spowodowanej GRB jest znacznie niższe niż wcześniej sądzono.
Długotrwałe GRB to potężne błyski promieniowania wysokoenergetycznego, które powstają w wyniku największych wybuchów niezwykle masywnych gwiazd. Astronomowie przeanalizowali łącznie 42 długotrwałe GRB-y? Bf? trwające dłużej niż dwie sekundy ?? w kilku badaniach teleskopu kosmicznego Hubble'a (HST).
Odkryli, że galaktyki, z których pochodzą, są zazwyczaj małymi, słabymi i zniekształconymi (nieregularnymi) galaktykami, podczas gdy tylko jedna została zauważona z dużej galaktyki spiralnej podobnej do Drogi Mlecznej. W przeciwieństwie do tego, supernowe (również w wyniku zapadania się masywnych gwiazd) leżą w galaktykach spiralnych mniej więcej przez połowę czasu.
Wyniki te, opublikowane w internetowym wydaniu czasopisma Nature z 10 maja, wskazują, że GRB tworzą się tylko w bardzo specyficznych środowiskach, które różnią się od tych spotykanych w Drodze Mlecznej.
Andrew Fruchter z Space Telescope Science Institute, główny autor artykułu, powiedział: „Ich występowanie w małych nieregularnościach oznacza, że tylko gwiazdy pozbawione ciężkich pierwiastków chemicznych (pierwiastki cięższe niż wodór i hel) mają tendencję do wytwarzania długotrwałych GRB”.
Oznacza to, że długie wybuchy zdarzały się częściej w przeszłości, gdy galaktyki nie miały dużej podaży ciężkich pierwiastków. Galaktyki gromadzą zapas cięższych pierwiastków chemicznych poprzez ciągłą ewolucję kolejnych generacji gwiazd. Wczesne pokolenie gwiazd powstało zanim cięższe pierwiastki były obfite we wszechświecie.
Autorzy odkryli również, że lokalizacje GRB różnią się od lokalizacji supernowych (które są znacznie bardziej powszechną odmianą wybuchającej gwiazdy). GRB były znacznie bardziej skoncentrowane na najjaśniejszych regionach galaktyk macierzystych, w których znajdują się najbardziej masywne gwiazdy. Z drugiej strony, supernowe występują w galaktykach-gospodarzach.
„Odkrycie, że długotrwałe GRB leżą w najjaśniejszych regionach ich galaktyk-gospodarzy, sugeruje, że pochodzą one od najbardziej masywnych gwiazd? może 20 lub więcej razy masywniejsze niż nasze Słońce ”- powiedział Andrew Levan z University of Hertfordshire, współautor badania.
Jednak masywne gwiazdy obfite w ciężkie pierwiastki raczej nie wyzwalają GRB, ponieważ mogą stracić zbyt dużo materiału przez gwiezdne „wiatry” z ich powierzchni, zanim się zapadną i wybuchną. Kiedy tak się dzieje, gwiazdy nie mają wystarczającej masy, aby wytworzyć czarną dziurę, co jest warunkiem koniecznym do uruchomienia GRB. Energia z zawalenia się ucieka wąskim strumieniem, niczym strumień wody z węża. Tworzenie skierowanych strumieni, które koncentrują energię wzdłuż wąskiej wiązki, wyjaśniałoby, dlaczego GRB są tak potężne.
Jeśli gwiazda traci zbyt dużą masę, może pozostawić tylko gwiazdę neutronową, która nie może wyzwolić GRB. Z drugiej strony, jeśli gwiazda straci zbyt małą masę, strumień nie może przepalić swojej gwiazdy. Oznacza to, że gwiazdy o bardzo dużej masie, które nadmuchują zbyt dużo materiału, mogą nie być kandydatami na długie wybuchy. Podobnie, gwiazdy nie oddają zbyt mało materiału.
„To scenariusz Goldilocks” - powiedział Fruchter. „Tylko supernowe, których gwiazdy progenitorowe straciły część, ale nie za dużo masy, wydają się kandydatami do formowania GRB? Bf ?.
„W przeszłości ludzie sugerowali, że możliwe jest użycie GRB do śledzenia lokalizacji formowania się gwiazd. To oczywiście nie działa we wszechświecie, tak jak go teraz widzimy, ale kiedy wszechświat był młody, GRB mogły być bardziej powszechne i możemy jeszcze być w stanie użyć ich do zobaczenia pierwszych gwiazd, które tworzą się po Wielki Wybuch - dodał Levan.
Oryginalne źródło: RAS News Release
