Umělecké znázornění černé díry konzumující neutronovou hvězdu. Obrazový kredit: Dana Berry / NASA. Klikni pro zvětšení.
Vědci vyřešili 35leté tajemství původu silných záblesků světla po zlomku sekundy, které se nazývají krátké záblesky gama záření. Tyto záblesky, jasnější než miliarda sluncí a trvající jen několik milisekund, byly prostě příliš rychlé na to, aby je zachytily… až dosud.
Pokud jste uhodli, že se jedná o černou díru, máte alespoň polovinu pravdy. Krátké záblesky gama paprsků vznikají z kolizí mezi černou dírou a neutronovou hvězdou nebo mezi dvěma neutronovými hvězdami. V prvním scénáři černá díra spolkne neutronovou hvězdu a zvětšuje se. Ve druhém scénáři vytvoří dvě neutronové hvězdy černou díru.
Gama paprsky, nejsilnější známé výbuchy, byly poprvé detekovány na konci 60. let. Jsou náhodné, prchavé a mohou nastat z kterékoli oblasti oblohy. Zkuste najít umístění blesku fotoaparátu někde na velkém sportovním stadionu a budete mít pocit, že se musíte vypořádat s lovci gama paprsků. Řešení tohoto tajemství vyžadovalo bezprecedentní koordinaci mezi vědci používajícími velké množství pozemních dalekohledů a satelitů NASA.
Před dvěma lety vědci zjistili, že delší výbuchy trvající déle než dvě sekundy vycházejí z exploze velmi masivních hvězd. Přibližně 30 procent dávek je však krátkých a pod dvě sekundy.
Od května byly detekovány čtyři krátké gama záblesky. Dva z nich jsou uvedeny ve čtyřech článcích v 6. vydání časopisu Nature. Jeden výbuch z července poskytuje „kouřící zbraň“, která podporuje teorii kolize. Další výbuch jde o krok dále tím, že poskytuje dráždivý, první důkaz o černé díře, která jí neutronovou hvězdu - nejprve natáhne neutronovou hvězdu do půlměsíce, polkne ji a poté za minuty a hodiny vypije drobky rozbité hvězdy následoval.
Tyto objevy mohou také pomoci při přímém odhalování gravitačních vln, které nikdy předtím nebyly vidět. Takové fúze vytvářejí gravitační vlny nebo vlnky v časoprostoru. Krátký výbuch gama paprsků mohl vědcům říci, kdy a kde hledat vlnky.
"Výbuchy gama paprsků se obecně obtížně studují, ale ty nejkratší byly téměř nemožné zachytit," řekl Dr. Neil Gehrels z NASA Goddard Space Flight Center v Greenbeltu, MD, hlavní vyšetřovatel Swift satelitu NASA. a vést autora v jedné ze zpráv o přírodě. "Všechno se změnilo." Nyní máme k dispozici nástroje pro studium těchto událostí. “
Satelit Swift zjistil krátký výbuch 9. května a High-Energy Transient Explorer (HETE) NASA detekoval další 9. července. Jedná se o dva výbuchy, které se objevují v přírodě. Swift a HETE rychle a autonomně předali shlukové souřadnice vědcům a observatořům prostřednictvím mobilního telefonu, pípnutí a e-mailu.
Událost z 9. května poprvé označila vědce za dosvit krátkého výbuchu gama paprsků, což je běžné po dlouhých prasklinách. Tento objev byl předmětem tiskové zprávy NASA z 11. května. Nové výsledky publikované v časopisu Nature představují důkladnou analýzu těchto dvou následků výbuchu, což je důkazem vzniku krátkých dávek.
"Měli jsme nádech, že krátké záblesky gama paprsků přišly z neutronové hvězdy narážející do černé díry nebo jiné neutronové hvězdy, ale tyto nové detekce nezanechávají pochybností," řekl Dr. Derek Fox z Penn State, hlavní autor jedné zprávy o přírodě popisující pozorování na více vlnových délkách.
Foxův tým objevil rentgenový dosvit 9. července výbuchu s rentgenovou observatoří Chandra NASA. Tým vedený profesorem Jensem Hjorthem z Kodaňské univerzity pak identifikoval optický dosvit pomocí dánského dalekohledu 1,5 metru na observatoři La Silla v Chile. Foxův tým poté pokračoval ve studiu dosvitu Hubbleovým vesmírným dalekohledem NASA; dalekohledy du Pont a Swope v Las Campanas v Chile, financované Carnegieho institucí; dalekohled Subaru na Mauna Kea na Havaji, provozovaný Národní astronomickou observatoří Japonska; a Very Large Array, úsek 27 rádiových dalekohledů poblíž Socorro, N.M., provozovaný Národní observatořem pro rádio astronomii.
Pozorování výbuchu z 9. července s několika vlnovými délkami, nazvané GRB 050709, poskytlo všechny kousky skládačky řešení krátkého záblesku záblesku.
"Výkonné dalekohledy nezjistily žádnou supernovu, když výbuch gama paprsků zmizel a argumentoval proti explozi obrovské hvězdy," řekl Dr. George Ricker z MIT, hlavní výzkumný pracovník HETE a spoluautor jiného článku o přírodě. "Výbuch 9. července byl jako pes, který neštěkal."
Ricker dodal, že výbuch z 9. července a pravděpodobně z 9. května se nachází na okraji jejich hostitelských galaxií, kde se očekává, že budou staré sloučené binární soubory. U mladých hvězdných galaxií se neočekávají krátké záblesky gama paprsků. Trvá miliardy let, než se dvě masivní hvězdy spojené v binárním systému nejprve vyvinou do fáze černé díry nebo neutronové hvězdy a poté se sloučí. Přechod hvězdy na černou díru nebo neutronovou hvězdu zahrnuje výbuch (supernova), který může kopat binární systém daleko od jeho počátku a ven k okraji jeho hostitelské galaxie.
Tento výbuch 9. července a později 24. července ukázal jedinečné signály, které poukazují nejen na žádné staré sloučení, ale konkrétně na sloučení černé díry - neutronové hvězdy. Vědci viděli hroty rentgenového světla po počátečním výbuchu gama záření. Rychlá část gama paprsku je pravděpodobně signálem černé díry, která polyká většinu neutronové hvězdy. Rentgenové signály v následujících minutách až hodinách mohly být drobky neutronové hvězdné hmoty padající do černé díry, trochu jako dezert.
A je toho víc. Fúze vytvářejí gravitační vlny, vlnky v časoprostoru předpovídané Einsteinem, ale nikdy nebyly detekovány přímo. Výbuch 9. července byl asi dvě miliardy světelných let daleko. Velká fúze blíže k Zemi mohla být detekována gravitační vlnovou observatoří laserového interferometru National Science Foundation (LIGO). Pokud Swift zjistí blízký krátký výboj, vědci LIGO by se mohli vrátit a zkontrolovat data s ohledem na přesný čas a umístění.
"To je dobrá zpráva pro LIGO," řekl Dr. Albert Lazzarini z LIGO Laboratory v Caltechu. „Spojení mezi krátkými dávkami a fúzemi zvyšuje plánované sazby pro LIGO a zdá se, že jsou na špičkové úrovni předchozích odhadů. Pozorování rovněž poskytují vzrušující náznaky fúzí černých děr - neutronových hvězd, které dosud nebyly detekovány. Během nadcházejícího celoročního pozorování LIGO můžeme z takové události zjistit gravitační vlny. “
Spojení černé díry - neutronových hvězd by vytvořilo silnější gravitační vlny než dvě sloučené neutronové hvězdy. Otázkou nyní je, jak běžné a jak blízko jsou tyto fúze. Tuto odpověď může poskytnout společnost Swift, která byla zahájena v listopadu 2004.
Původní zdroj: NASA News Release
