Obrazový kredit: Hubble
Tři z největších explozí ve vesmíru: výbuchy gama, rentgenové záblesky a supernovy mohly skutečně pocházet ze stejné události - kolaps superhmotné hvězdy. Astronom z Caltechu zjistil, že různé druhy výbuchů zřejmě obsahují stejné množství energie, jsou prostě rozděleny rozdílně mezi nízko a vysoce energetické paprsky. NASA uvede na trh novou kosmickou sondu pro detekci gama paprsků, nazvanou SWIFT, která by měla být schopna detekovat 100 gama paprsků ročně. To by mělo vědcům poskytnout nové cíle ke studiu.
V posledních několika desetiletích se astrofyzici zmást nad původem mocných, ale zdánlivě odlišných explozí, které kosmos osvětlují několikrát denně. Nová studie z tohoto týdne ukazuje, že všechny tři příchutě těchto kosmických výbuchů - výbuchy gama paprsků, rentgenové záblesky a určité supernovy typu Ic - jsou ve skutečnosti spojeny jejich společnou výbušnou energií, což naznačuje, že jediný typ jevu, výbuch masivní hvězdy je viníkem. Hlavním rozdílem mezi nimi je „úniková cesta“ použitá energií, když uniká z umírající hvězdy a její nově narozené černé díry.
V 13. čísle časopisu Nature, postgraduální student Caltech Edo Berger a mezinárodní skupina kolegů uvádějí, že kosmické exploze mají téměř stejnou celkovou energii, ale tato energie je při každé explozi rozdělena odlišně mezi rychlé a pomalé trysky. Tento vhled byl umožněn rádiovými pozorováními, které byly provedeny na Velkoplošném poli Národní observatoře astronomického pozorování (VLA) a rádiové observatoři Owens Valley v Caltechu, výbuchu gama paprsků, který byl lokalizován satelitem NASA High Energy Transient Explorer (HETE) 29. března tohoto roku.
Výbuch, který je 2,6 miliard světelných let nejblíže klasickým gama zábleskem, který kdy byl detekován, umožnil Bergerovi a ostatním členům týmu získat bezprecedentní podrobnosti o vystřelování proudových paprsků od umírající hvězdy. Výbuch byl v souhvězdí Leo.
"Sledováním všech únikových cest jsme zjistili, že gama paprsky jsou jen malou částí příběhu pro tento výbuch," říká Berger s odkazem na vnořený paprsek výbuchu z 29. března, který měl tenké jádro slabého gama paprsky obklopené pomalou a masivní obálkou, která produkovala hojné rádiové vlny.
"To mě píchlo," dodává Berger, "protože výbuchy gama paprsků mají produkovat hlavně gama paprsky, nikoli rádiové vlny!"
Výbuchy gama paprsků, které byly poprvé detekovány náhodně před desítkami let vojenskými satelity, které sledují jaderné testy na Zemi a ve vesmíru, se vyskytují přibližně jednou denně. Až dosud se obecně předpokládalo, že výbuchy jsou tak titanické, že zrychlené částice, které se vynořují v antipodálních tryskách, vždy vydávají obrovské množství záření gama, někdy po stovky sekund. Na druhé straně se zdá, že početnější supernovy typu Ic v naší místní části vesmíru jsou slabší exploze, které produkují pouze pomalé částice. Předpokládalo se, že rentgenové záblesky zabírají střed země.
"Informace získané z výbuchu 29. března nás přiměly prozkoumat dříve studované vesmírné exploze," říká Berger. "Ve všech případech jsme zjistili, že celková energie exploze je stejná." To znamená, že vesmírné exploze jsou šelmy s různými tvářemi, ale se stejným tělem. “
Podle Shri Kulkarniho, profesora astronomie a planetární vědy MacArthur v Caltechu a vedoucího Bergerovy práce, jsou tato zjištění významná, protože naznačují, že mnoho dalších explozí může zůstat nezjištěno. "Spoléháme-li se na gama paprsky nebo rentgenové paprsky, které nám řeknou, kdy dochází k explozi, můžeme odhalit pouze špičku ledovce s kosmickým výbuchem."
Kulkarni dodává, že záhadou, se kterou musíme v tomto bodě konfrontovat, je, že energie v některých explozích volí jinou únikovou cestu než v jiných.
V každém případě, dodává Dale Frail, astronom ve VLA a spoluautor rukopisu Nature, astrofyzici téměř jistě dosáhnou pokroku v blízké budoucnosti. Za několik měsíců uvede NASA gama-detekční družici známou jako Swift, která by měla každý rok lokalizovat asi 100 gama paprsků. Ještě důležitější je, že nový satelit bude přenášet velmi přesné polohy dávek během jedné nebo dvou minut od počáteční detekce.
Článek objevující se v přírodě je nazván „Společný původ pro kosmické exploze odvozené z kalorimetrie GRB 030329.“ Kromě Bergera, hlavního autora, a Kulkarniho a Fraila jsou dalšími autory Guy Pooley z observatoře Mullard Radio Astronomy Observatory v Cambridge University; Vince McIntyre a Robin Wark, oba z Austrálie Telescope National Facility; Re´em Sari, docent v oboru astrofyziky a planetární vědy v Caltechu; Derek Fox, postdoktorský vědec z astronomie v Caltechu; Alicia Soderberg, postgraduální studentka astrofyziky v Caltechu; Sarah Yost, postgraduální učenec fyziky v Caltechu; a Paul Price, postgraduální učenec na Havajském ústavu astronomie.
Původní zdroj: Caltech News Release
