Źródło zdjęcia: NASA
Trzy potężne wybuchy z trzech zupełnie różnych regionów w kosmosie spowodowały, że naukowcy zaczęli się wspinać. Wybuchy, które trwały tylko kilka sekund, mogą być wczesnymi systemami ostrzegania o wybuchach gwiazd zwanych supernowymi, które mogą zacząć pojawiać się teraz każdego dnia.
Pierwsze dwa wybuchy, zwane błyskami rentgenowskimi, miały miejsce 12 i 16 września. Po nich nastąpiła potężniejsza seria 24 września, która wydaje się znajdować na granicy między błyskiem rentgenowskim a pełnoprawnym promieniowaniem gamma wybuch, odkrycie interesujące samo w sobie. Jeśli sygnały te doprowadzą do powstania supernowych, zgodnie z oczekiwaniami, naukowcy mieliby narzędzie do przewidywania wybuchów gwiazd, a następnie obserwowali, jak wybuchają od początku do końca.
Zespół kierowany przez dr. George'a Rickera z Massachusetts Institute of Technology wykrył eksplozje za pomocą wysokoenergetycznego transjenta NASA (HETE-2). Zespoły naukowe na całym świecie korzystające z obserwatoriów kosmicznych i naziemnych przyłączyły się, rozdarły i konfliktowały o to, który region pękł, aby jak najściślej śledzić.
„Każda seria była piękna” - powiedział Ricker. „W zależności od tego, jak się one ewoluują, mogą poprzeć ważne teorie na temat wybuchów supernowych i gamma. Ostatnie dwa tygodnie przypominały: „kogut, ogień, przeładowanie”. Natura wciąż dostarcza, a nasz satelita HETE-2 nadal odpowiada bezbłędnie ”.
Błyski gamma to najpotężniejsze znane eksplozje inne niż Wielki Wybuch. Wiele osób wydaje się być spowodowanych śmiercią masywnej gwiazdy zapadającej się w czarną dziurę. Inne mogą pochodzić z łączenia czarnych dziur lub gwiazd neutronowych. W obu przypadkach wydarzenie prawdopodobnie wytwarza podwójne, wąskie strumienie w przeciwnych kierunkach, które wyrzucają ogromne ilości energii. Jeśli jeden z dżetów wskazuje na Ziemię, widzimy tę energię jako rozbłysk „promieniowania gamma”.
Promieniowanie rentgenowskie o niższej energii może być rozbłyskiem gamma oglądanym nieco pod kątem od kierunku strumienia, nieco podobnym do tego, jak latarka jest mniej oślepiająca, gdy patrzy się pod kątem. Większość cząstek światła z błysków rentgenowskich, zwanych fotonami, to promienie X - energetyczne, ale nie tak potężne jak promienie gamma. Oba typy serii trwają od kilku milisekund do około minuty. HETE-2 wykrywa wybuchy, bada ich właściwości i zapewnia lokalizację, dzięki czemu inne obserwatoria mogą szczegółowo zbadać poświatę wybuchu.
Trio wybuchów z ostatnich kilku tygodni może zakończyć dwie długotrwałe debaty. Niektórzy naukowcy twierdzą, że błyski rentgenowskie to razem różne bestie, niezwiązane z rozbłyskami gamma i masowymi eksplozjami gwiazd. Wykrywanie supernowej w regionie, w którym pojawiła się lampa rentgenowska, obali to przekonanie, potwierdzając połączenie między nimi. Dalsze obserwacje wybuchu z 24 września, nazwanego GRB040924 dla daty, w której został zaobserwowany, już utrwalają teorię kontinuum eksplozji kosmicznej z błysków rentgenowskich poprzez rozbłyski gamma.
Bardziej interesujący dla łowców supernowych jest fakt, że rozbłyski rentgenowskie są bliżej Ziemi niż rozbłyski gamma. Chociaż udało się powiązać rozbłyski gamma z supernowymi, te supernowe są zbyt odległe, aby badać je szczegółowo. Błyski rentgenowskie mogą być sygnałami dla supernowych, w których naukowcy mogą zatopić zęby i obserwować je szczegółowo. Ale na razie wystarczy tylko patrzeć i czekać.
„W ubiegłym roku odkrycie GRB030329 przez HETE-2 przypieczętowało związek między rozbłyskami gamma a masywnymi supernowymi” - powiedział prof. Stanford Woosley z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, który jest orędownikiem kilku teorii dotyczących fizyki wybuchów gwiazd. „Te dwa wrześniowe wybuchy mogą po raz pierwszy ujrzeć błysk rentgenowski prowadzący do supernowej. Wkrótce możemy się dowiedzieć. ”
Oprócz tego wszystkiego, GRB040924 jest rejestrowany jako generujący najszybszą jak dotąd reakcję dla satelity z serią promieniowania gamma. HETE-2 wykrył wybuch i przekazał informacje za pośrednictwem obsługiwanej przez NASA sieci współrzędnych wybuchu gamma w ciągu mniej niż 14 sekund, co doprowadziło do wykrycia optycznego około 15 minut później za pomocą 60-calowego teleskopu Palomar, na północ od San Diego. Dr Derek Fox z Caltech był liderem w tej obserwacji.
„Wszyscy spodziewamy się, że po wprowadzeniu Swift pojawi się znacznie więcej tego rodzaju ekscytujących nauk”, powiedziała dr Anne Kinney, dyrektor Universe Division NASA. Swift, który ma wystrzelić w październiku, zawiera trzy teleskopy (gamma, rentgenowski i UV / optyczny) do szybkiego wykrywania serii, szybki przekaz informacji i natychmiastowe obserwacje poświaty.
HETE został zbudowany przez MIT jako misja okazjonalna w ramach programu NASA Explorer Program, współpraca między uniwersytetami USA, Los Alamos National Laboratory oraz naukowcami i organizacjami z Brazylii, Francji, Indii, Włoch i Japonii.
Dodatkowe informacje na temat fizyki wybuchów gwiazd:
Podczas gdy wielu naukowców twierdzi, że rozbłyski rentgenowskie to rozbłyski gamma oglądane nieco pod kątem, inna teoria mówi, że wybuch gwiazdy powodujący błysk rentgenowski jest bogaty w bariony (rodzina cząstek zawierająca protony i neutrony), ponieważ w przeciwieństwie do leptonów (cząstek zawierających elektrony). Wybuch zdominowany przez baryon wytworzyłby więcej promieni X, a zdominowany przez lepton podmuch wytworzyłby więcej promieni gamma. Jest tak, ponieważ bariony poruszają się wolniej niż leptony; a wolniej poruszająca się materia spowodowałaby delikatniejszy (niższy poziom energii) wybuch pod każdym kątem.
Według dr Stanforda Woosleya połączenie wybuchu supernowej z promieniowaniem gamma jest następujące: gdy masywnej gwiazdy zabraknie paliwa jądrowego, jej jądro zapadnie się, ale bez wiedzy zewnętrznej części gwiazdy. Czarna dziura formuje się wewnątrz otoczona dyskiem akrecji materii, a po kilku sekundach wyrzuca strumień materii z dala od czarnej dziury, która ostatecznie powoduje rozbicie promieniowania gamma. Dżet przebija zewnętrzną powłokę gwiazdy około dziewięć sekund po jej utworzeniu. Strumień materii w połączeniu z silnymi wiatrami świeżo kutego radioaktywnego niklu-56 wydmuchującego dysk wewnątrz, rozbija gwiazdę w ciągu kilku sekund. To rozbicie reprezentuje zdarzenie supernowej, a ilość radioaktywnego niklu-56 daje jego jasność. Jednak z naszego punktu obserwacyjnego nie zobaczymy supernowej dopiero około dwa tygodnie po wybuchu promieniowania gamma, ponieważ region jest otoczony gazem i pyłem, blokując światło.
Oryginalne źródło: NASA News Release
