Mākslinieks ilustrējis melno caurumu, kas patērē neitronu zvaigzni. Attēla kredīts: Dana Berija / NASA. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Zinātnieki ir atrisinājuši 35 gadus vecu noslēpumu par spēcīgu, sekundes sekundes gaismas zibšņu izcelsmi, ko sauc par īsiem gamma staru pārrāvumiem. Šie zibspuldzes, kas spožākas par miljardu saules, tomēr ilgst tikai dažas milisekundītes, ir bijušas vienkārši pārāk ātras, lai notvertu ... līdz šim brīdim.
Ja jūs uzminējāt, ka ir iesaistīts melnais caurums, jums ir vismaz puse taisnības. Īsi gamma staru pārrāvumi rodas no sadursmēm starp melno caurumu un neitronu zvaigzni vai starp divām neitronu zvaigznēm. Pirmajā scenārijā melnais caurums gūst lejā neitronu zvaigzni un kļūst lielāks. Otrajā scenārijā divas neitronu zvaigznes rada melno caurumu.
Gamma staru plīsumi, visspēcīgākie zināmie sprādzieni, pirmo reizi tika atklāti 60. gadu beigās. Tie ir nejauši, īslaicīgi un var rasties no jebkura debesu reģiona. Mēģiniet atrast kameras zibspuldzes atrašanās vietu plašajā sporta stadionā, un jums būs jūtams izaicinājums, ar kuru saskaras gamma staru pārrāvuma mednieki. Šīs noslēpuma atrisināšanai vajadzēja nepieredzētu koordināciju zinātnieku starpā, izmantojot daudzus uz zemes bāzētus teleskopus un NASA satelītus.
Pirms diviem gadiem zinātnieki atklāja, ka ilgāki pārrāvumi, kas ilgst vairāk nekā divas sekundes, rodas no ļoti masīvu zvaigžņu eksplozijas. Apmēram 30 procenti pārrāvumu tomēr ir īsi un nepārsniedz divas sekundes.
Kopš maija ir atklāti četri īsi gamma staru pārrāvumi. Divi no tiem ir parādīti četros rakstos Dabas 6. oktobra numurā. Viens plīsums no jūlija sniedz “smēķēšanas ieroča” pierādījumus, lai pamatotu sadursmes teoriju. Vēl viens pārrāvums iet soli tālāk, sniedzot kārdinošus, pirmo reizi pierādījumus tam, ka melnais caurums apēd neitronu zvaigzni - vispirms neitronu zvaigzni izstiepjot pusmēness, to norijot un pēc tam minūtēs un stundās gūstot šķeltas zvaigznes drupatas, kas sekoja.
Šie atklājumi varētu arī palīdzēt tiešā gravitācijas viļņu noteikšanā, kas nekad vēl nav redzēti. Šāda apvienošanās rada gravitācijas viļņus vai viļņus telpā. Īsi gamma staru pārrāvumi varētu zinātniekiem pateikt, kad un kur meklēt viļņus.
"Parasti gamma staru pārrāvumus ir grūti izpētīt, taču īsākos ir gandrīz neiespējami noskaidrot," sacīja Dr Neils Gehrels no NASA Goddard kosmosa lidojumu centra Greenbelt, Md., NASA Swift satelīta galvenais pētnieks. un galvenā autore vienā no Dabas ziņojumiem. “Viss, kas ir mainījies. Mums tagad ir instrumenti, lai pētītu šos notikumus. ”
Satelīts Swift 9. maijā atklāja īsu pārrāvumu, un NASA augsta enerģijas pārejošais pētnieks (HETE) to atklāja vēl 9. jūlijā. Šie ir divi pārrāvumi, kas parādīti Dabā. Swift un HETE ātri un autonomi pārsūtīja pārraušanas koordinātas zinātniekiem un observatorijām, izmantojot mobilo tālruni, pīkstienus un e-pastu.
9. maija notikums iezīmēja pirmo reizi, kad zinātnieki identificēja īslaicīga gamma staru pārrāvuma pēcblāzmu, ko parasti novēro pēc ilgiem pārrāvumiem. Par šo atklājumu tika runāts NASA 11. maija paziņojumā presei. Jaunie rezultāti, kas publicēti žurnālā Nature, atspoguļo šo divu pārraušanas pēcslāņu rūpīgu analīzi, kas ļauj noteikt īsu pārrāvumu izcelsmi.
"Mums bija aizdomas, ka īsi gamma staru pārrāvumi nāca no neitronu zvaigznes, kas ietriecās melnajā caurumā vai citā neitronu zvaigznē, taču šie jaunie atklājumi neatstāj nekādu šaubu," sacīja Dr Derek Fox no Penn State, galvenā Dabas ziņojuma autore. sīki aprakstot vairāku viļņu garuma novērojumu.
Lapsa komanda atklāja rentgena staru pēc 9. jūlija eksplozijas ar NASA Čandras rentgena observatoriju. Kopenhāgenas Universitātes profesora Jensa Hjorta vadītā komanda pēc tam, izmantojot dāņu 1,5 metru teleskopu, La Silla observatorijā Čīlē identificēja optisko pēcspīdumu. Foksa komanda pēc tam turpināja pētījumus par pēcspīdēšanu ar NASA Habla kosmisko teleskopu; du Pont un Swope teleskopi Las Campanas, Čīle, ko finansēja Kārnegi institūcija; Subaru teleskops uz Mauna Kea, Havaju salas, ko darbina Japānas Nacionālā astronomiskā observatorija; un ļoti lielais masīvs, kas sastāv no 27 radioteleskopiem netālu no Socorro, N.M., un kuru vada Nacionālā radioastronomijas observatorija.
9. jūlija pārraušanas daudzviļņu novērojums, saukts par GRB 050709, nodrošināja visus mīkla gabalus, lai atrisinātu īso pārraušanas noslēpumu.
"Jaudīgi teleskopi nekonstatēja supernovu, kad gamma-starojuma eksplozija izbalēja, iebilstot pret masīvas zvaigznes eksploziju," sacīja Dr. Džordžs Rikers no MIT, HETE galvenais pētnieks un cita Dabas raksta līdzautors. “9. jūlija pārrāvums bija tāds kā suns, kurš nemizoja.”
Rikers piebilda, ka 9. jūlija eksplozija un, iespējams, 9. maija eksplozija atrodas viņu saimniekdatoru galaktiku nomalēs, kur, domājams, būs vecie apvienojošie binārie attēli. Jaunās zvaigznītes veidojošās galaktikās nav gaidāmi īsi gamma staru pārrāvumi. Ir nepieciešami miljardiem gadu, lai divas masīvas zvaigznes, kas savienotas binārā sistēmā, vispirms attīstītos līdz melnajam caurumam vai neitronu zvaigžņu fāzei un pēc tam saplūst. Zvaigznes pārejā uz melno caurumu vai neitronu zvaigzni ir paredzēts sprādziens (supernova), kas var bināro sistēmu izspiest tālu no tās izcelsmes un virzienā uz tās saimnieka galaktikas malu.
Šī 9. jūlija eksplozija un vēlāka 24. jūlija signāls parādīja unikālus signālus, kas norāda ne tikai uz jebkuru veco apvienošanos, bet, precīzāk, uz melnā cauruma - neitronu zvaigžņu apvienošanos. Pēc sākotnējā gamma-starojuma eksplozijas zinātnieki redzēja rentgena gaismas tapas. Ātrā gamma staru daļa, iespējams, ir signāls par melno caurumu, kas norij lielāko daļu neitronu zvaigznes. Rentgenstaru signāli dažās minūtēs līdz stundās varētu būt neitronu zvaigžņu materiāla drupatas, kas iekrīt melnajā caurumā, mazliet kā deserts.
Un ir vēl vairāk. Apvienošanās rada gravitācijas viļņus, viļņus kosmosa laikā, ko paredzējis Einšteins, bet nekad tieši neatklājot. 9. jūlija eksplozija bija aptuveni divu miljardu gaismas gadu attālumā. Lielu apvienošanos, kas atrodas tuvāk Zemei, varēja atklāt Nacionālā zinātnes fonda Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Ja Swift pamanīs tuvumā esošu īsu pārrāvumu, LIGO zinātnieki varētu atgriezties un pārbaudīt datus, ņemot vērā precīzu laiku un atrašanās vietu.
“Šī ir laba ziņa LIGO,” sacīja Dr. Alberts Lazzarini no LIGO laboratorijas Kaltehā. “Saikne starp īsiem pārrāvumiem un uzņēmumu apvienošanos palielina prognozētās LIGO likmes, un šķiet, ka tās ir augstākas par iepriekšējām aplēsēm. Novērojumi sniedz arī vilinošus mājienus par melnā cauruma - neitronu zvaigžņu apvienošanos, kas iepriekš nav atklāti. Gaidāmā LIGO novērošanas laikā visa gada garumā mēs varam atklāt gravitācijas viļņus no šāda notikuma. ”
Melnais caurums - neitronu zvaigžņu apvienošanās radītu spēcīgākus gravitācijas viļņus nekā divas saplūstošas neitronu zvaigznes. Tagad jautājums ir par to, cik izplatītas un cik tuvu ir šīs apvienošanās. Šo atbildi var sniegt Swift, kas tika uzsākta 2004. gada novembrī.
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
