Wybuch promieniowania gamma wykryty przez zintegrowane obserwatorium promieniowania gamma ESA w dniu 3 grudnia 2003 r. Był od miesięcy dokładnie badany przez armadę kosmicznych i naziemnych obserwatoriów. Astronomowie doszli teraz do wniosku, że to wydarzenie, zwane GRB 031203, jest najbliższym zarejestrowanym kosmicznym rozbłyskiem gamma, ale także najsłabszym. Sugeruje to również, że jak dotąd cała populacja subenergetycznych błysków gamma pozostaje niezauważona…
Kosmiczne rozbłyski gamma (GRB) to błyski promieni gamma, które mogą trwać od mniej niż sekundy do kilku minut i występują w losowych pozycjach na niebie. Uważa się, że duża ich część powstaje, gdy z umierającej gwiazdy powstaje czarna dziura w odległej galaktyce. Astronomowie uważają, że gorący dysk otaczający czarną dziurę, złożony z gazu i materii spadającej na nią, w jakiś sposób emituje wiązkę energetyczną równoległą do osi obrotu.
Zgodnie z najprostszym obrazem wszystkie GRB powinny emitować podobne ilości energii promieniowania gamma. Część tego wykrytego na Ziemi powinna zatem zależeć od „szerokości” (kąta otwarcia) i orientacji wiązki, a także od odległości. Otrzymana energia powinna być większa, gdy wiązka jest wąska lub skierowana w naszą stronę, i mniejsza, gdy wiązka jest szeroka lub skierowana w naszą stronę. Nowe dane zebrane w obserwatoriach wysokoenergetycznych ESA, Integral i XMM-Newton, pokazują teraz, że ten obraz nie jest tak wyraźny i że ilość energii emitowanej przez GRB może się znacznie różnić. „Pomysł, że wszystkie GRB wyrzucają taką samą ilość promieni gamma lub że są to„ standardowe świece ”, jak je nazywamy, jest po prostu wykluczony przez nowe dane”, powiedział dr Sergey Sazonov z Space Research Institute of the Rosyjska Akademia Nauk, Moskwa (Rosja) i Max-Planck Institute for Astrophysics, Garching pod Monachium (Niemcy).
Sazonov i międzynarodowy zespół badaczy zbadali GRB wykryty przez Integral w dniu 3 grudnia 2003 r. I nadali mu kryptonim GRB 031203. W rekordowym 18 sekundach wybuchu zintegrowany system ostrzegania o wybuchu wskazał przybliżoną pozycję GRB 031203 w niebo i wysłał informacje do sieci obserwatoriów na całym świecie. Kilka godzin później jeden z nich, XMM-Newton z ESA, określił znacznie dokładniejszą pozycję dla GRB 031203 i wykrył szybko zanikające źródło promieniowania rentgenowskiego, które następnie było widoczne na ziemi przez radiotelefony i teleskopy optyczne.
To bogactwo danych pozwoliło astronomom ustalić, że GRB 031203 odleciał w galaktyce oddalonej o mniej niż 1300 milionów lat świetlnych, co czyni go najbliższym kiedykolwiek zaobserwowanym GRB. Mimo to sposób, w jaki GRB 031203 przyciemniał się w czasie i rozkład jego energii nie różniły się od tych z odległych GRB. Następnie naukowcy zaczęli zdawać sobie sprawę, że koncepcja „standardowej świecy” może się nie udać. „Bycie tak blisko powinno sprawić, że GRB 031203 będzie wyglądać bardzo jasno, ale ilość promieniowania gamma mierzona przez Całkę jest około tysiąc razy mniejsza niż normalnie oczekiwalibyśmy od GRB”, powiedział Sazonov.
Wybuch promieni gamma zaobserwowany w 1998 r. W bliższej galaktyce wydawał się jeszcze słabszy, około sto razy mniej jasny niż GRB 031203. Astronomowie nie byli jednak w stanie jednoznacznie stwierdzić, czy to był prawdziwy GRB, ponieważ większość jego energii była emitowana głównie w postaci Promienie X zamiast promieni gamma. Praca zespołu Sazonova nad GRB 031203 sugeruje teraz, że wewnętrznie słabsze GRB mogą rzeczywiście istnieć.
Zespół amerykańskich astronomów, koordynowany przez Alicię Soderberg z Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie (USA), badał „poświatę” GRB 031203 i udzielił dalszego poparcia dla tego wniosku. Poświata, emitowana, gdy blastwave GRB wstrząsa rozproszonym medium wokół niego, może trwać tygodnie lub miesiące i stopniowo zanika. Korzystając z obserwatorium rentgenowskiego Chandra NASA, Soderberg i jej zespół zauważyli, że jasność promieniowania poświatowego była około tysiąc razy słabsza niż w przypadku typowych odległych GRB. Obserwacje zespołu za pomocą teleskopu Very Large Array z National Radio Astronomy Observatory w Socorro (USA) również ujawniły ściemnienie źródła niż zwykle.
Sazonov i Soderberg wyjaśniają, że ich zespoły uważnie szukały oznak, że GRB 031203 można przechylić w taki sposób, aby większość jego energii uniknęła wykrycia przez Integrala. Jednak, jak powiedział Sazonov, „fakt, że większość energii, którą widzimy, jest emitowana w domenie promieniowania gamma, a nie w promieniach X, oznacza, że widzimy wiązkę niemal na osi”. Jest zatem mało prawdopodobne, aby znaczna część produkcji energii mogła pozostać niezauważona.
Odkrycie to sugeruje istnienie nowej populacji GRB znacznie bliżej, ale także ciemniejszej niż większość znanych do tej pory, które są bardzo energetyczne, ale odległe. Obiekty tego typu mogą być również bardzo liczne, a tym samym powodować częstsze wybuchy.
Ogrom tej populacji jak dotąd wymknął się spod naszej uwagi, ponieważ leży na granicy wykrywalności za pomocą dawnych i obecnych instrumentów. Jednak integralność może być na tyle wrażliwa, że ujawni jeszcze kilka z nich w nadchodzących latach. Mogą to być tylko wierzchołki góry lodowej, a przyszłe obserwatoria promieniowania gamma, takie jak planowana misja NASA Swift, powinny być w stanie rozszerzyć te poszukiwania na znacznie większą objętość Wszechświata i znaleźć o wiele więcej subenergetycznych GRB.
Oryginalne źródło: ESA News Release
