Hvězdná životní sekvence, končící vytvořením černé díry. Obrazový kredit: Nicolle Rager Fuller / NSF Klikněte pro zvětšení
Jen několik set milionů let poté, co Velký třesk vyčerpala palivo, zhroutila se jako černá díra a explodovala jako výbuch paprsků gama. Záření z této katastrofické události dosáhlo Země teprve nyní a astronomové ji využívají k nahlédnutí do nejranějších okamžiků vesmíru. Výbuch, nazvaný GRB 050904, byl pozorován družicí Swift satelitu NASA 4. září 2005. Jednou neobvyklou věcí na tomto výboji je to, že to trvalo 500 sekund - většina z nich skončila za zlomek té doby.
Přišlo z okraje viditelného vesmíru, nejvzdálenějšího výbuchu, jaký kdy byl detekován.
V tomto týdnu časopisu Nature vědci z Penn State University a jejich američtí a evropští kolegové diskutují o tom, jak tato exploze, která byla odhalena 4. září 2005, byla výsledkem obrovské hvězdy, která se zhroutila do černé díry.
Výbuch, nazývaný výbuch gama paprsků, pochází z éry brzy poté, co se poprvé vytvořily hvězdy a galaxie, asi 500 až 1 miliardu let po Velkém třesku. Vesmír je nyní starý 13,7 miliard let, takže září září slouží jako sonda ke studiu podmínek raného vesmíru.
"Byla to obrovská hvězda, která žila rychle a zemřela mladě," řekl David Burrows, vedoucí vědec a profesor astronomie a astrofyziky ve státě Penn, spoluautor jedné ze tří zpráv o této explozi zveřejněných tento týden v Nature. "Tato hvězda se pravděpodobně docela lišila od toho, jaké dnes vidíme, typu, který mohl existovat pouze v ranném vesmíru."
Výbuch, pojmenovaný GRB 050904 po datu, kdy byl spatřen, byl detekován satelitem Swift NASA, který provozuje Penn State. Swift poskytl souřadnice shluku tak, aby ostatní satelity a pozemní dalekohledy mohly shluky pozorovat. Série obvykle trvají pouze 10 sekund, ale dosvit bude trvat několik dní.
GRB 050904 pocházel ze 13 miliard světelných let od Země, což znamená, že k tomu došlo před 13 miliardami let, protože trvalo tak dlouho, než se k nám světlo dostalo. Vědci objevili jen několik objektů vzdálených více než 12 miliard světelných let, takže výbuch je nesmírně důležitý pro pochopení vesmíru mimo dosah největších dalekohledů.
"Protože výbuch byl jasnější než miliarda sluncí, mnoho dalekohledů by ho mohlo studovat i z takové obrovské vzdálenosti," řekl Burrows, jehož analýza se zaměřuje hlavně na data Swift ze svých tří dalekohledů a pokrývá řadu gama paprsků, rentgenových paprsků a ultrafialové / optické vlnové délky. Burrows je vedoucí vědec pro rentgenový dalekohled Swift.
Tým Swift našel několik jedinečných funkcí v GRB 050904. Burst byl dlouhý - trval asi 500 sekund - a zadní konec burstu vykazoval několik světlic. Tyto vlastnosti znamenají, že nově vytvořená černá díra se netvořila okamžitě, jak si někteří vědci mysleli, ale spíše to byla delší, chaotická událost.
Blížící se záblesky gama záření nemají tolik vzplanutí, což znamená, že nejstarší černé díry se mohou v moderní době formovat jinak než ty v moderní době, řekl Burrows. Rozdíl by mohl být, protože první hvězdy byly masivnější než moderní hvězdy. Nebo to může být výsledek prostředí raného vesmíru, kdy první hvězdy začaly přeměňovat vodík a helium (vytvořené ve Velkém třesku) na těžší prvky.
GRB 050904 ve skutečnosti ukazuje náznaky nově těžených těžších prvků podle údajů z pozemních dalekohledů. Tento objev je předmětem druhého článku o přírodě od japonské skupiny vedené Nobuyuki Kawai v Tokijském technologickém institutu.
GRB 050904 také vykazoval časovou dilataci, což je důsledek obrovské expanze vesmíru během 13 miliard let, kdy se k nám na Zemi dostalo světlo. Tato dilatace má za následek, že se světlo jeví mnohem červenější, než když bylo vyzařováno ve výboji, a také to mění naše vnímání času ve srovnání s vnitřními hodinami výboje.
Tyto faktory pracovaly ve prospěch vědců. Tým Penn State obrátil Swiftovy nástroje na výbuch asi 2 minuty po zahájení akce. Výbuch se však vyvíjel, jako by byl ve zpomaleném filmu a do prasknutí byl jen asi 23 sekund. Vědci tak mohli vidět výbuch ve velmi rané fázi.
Ve větší vzdálenosti byl objeven pouze jeden další objekt - kvasar. Přestože kvazary jsou supermasivní černé díry obsahující hmotu miliard hvězd, tento výbuch pochází z jediné hvězdy. Detekce GRB 050904 potvrzuje, že masivní hvězdy se mísily s nejstaršími kvasary. Potvrzuje také, že ještě více explozí vzdálených hvězd - možná z prvních hvězd, říkají teoretici - - lze studovat pomocí kombinace pozorování s Swiftem a dalšími světovými dalekohledy.
"Navrhli jsme Swift, aby hledal slabé výbuchy přicházející z okraje vesmíru," řekl Neil Gehrels z NASA Goddard Space Flight Center v Greenbeltu v Marylandu, hlavní vyšetřovatel Swift. "Teď máme jeden a je to fascinující." Poprvé se můžeme dozvědět o jednotlivých hvězdách téměř od začátku času. Určitě je jich tam mnohem víc. “
Swift byl zahájen v listopadu 2004 a byl plně funkční do ledna 2005. Swift nese tři hlavní nástroje: Burst Alert Telescope, X-ray Telescope a Ultraviolet / Optical Telescope. Detektor gama záření Swift, Burst Alert Telescope, poskytuje rychlé počáteční umístění. Byl postaven primárně NASA Goddard Space Flight Center v Greenbeltu a Los Alamos National Laboratory a byl postaven v GSFC. Rentgenový dalekohled Swift a UV / optický dalekohled byly vyvinuty a postaveny mezinárodními týmy vedenými Penn State a těžce využily zkušeností každé instituce s předchozími vesmírnými misemi. Rentgenový dalekohled byl výsledkem spolupráce Penn State s University of Leicester v Anglii a Brera Astronomical Observatory v Itálii. Ultrafialový / optický dalekohled byl výsledkem spolupráce Penn State se Mullard Space Science Laboratory z University College v Londýně. Tyto tři dalekohledy umožňují společnosti Swift provádět téměř okamžitá následná pozorování většiny dávek gama paprsků, protože se Swift může otáčet tak rychle, aby ukazoval na zdroj signálu gama paprsků.
Původní zdroj: PSU News Release
