Gamma-staru pārrāvumi (GRB) ir viena no enerģētiskākajām parādībām Visumā, kā arī viena no vismazāk izpētītajām parādībām. Šie enerģijas sprādzieni notiek, kad masīva zvaigzne nonāk supernovā un izstaro gamma staru dvīņu starus, kurus var redzēt miljardiem gaismas gadu attālumā. Tā kā tie ir cieši saistīti ar melno caurumu veidošanos, zinātnieki ir vēlējušies sīkāk izpētīt šo reto parādību.
Diemžēl tam ir radušās maz iespēju, jo GRB ir ļoti īslaicīgi (ilgst tikai sekundes) un vairums ir notikuši tālu galaktikās. Bet, pateicoties centieniem izmantot teleskopu komplektu, astronomi varēja pamanīt GRB (apzīmēts ar GRB 190114C) jau 2019. gada janvārī. Daži no šī GRB starojuma bija augstākā enerģija, kāda jebkad novērota, padarot to par pagrieziena punktu vēsturē astronomijas.
Nesen žurnālā parādījās pētījums, kas apraksta šos atradumus (ar nosaukumu “Compton apgriezto izmešu novērošana no ilga gamma staru pārrāvuma”) Daba un ir paredzēts parādīties žurnālā Astronomija un astrofizika. Pētījumu vadīja Antonio de Ugarte Postigo no Andalūzijas Instituto de Astrofísica de Andalucía, un tajā tika iesaistīti MAGIC sadarbības pārstāvji, NASA un pētniecības institūti visā pasaulē.
Skaidri sakot, GRB ir diezgan izplatītas parādības, kas novērojamajā Visumā notiek apmēram vienu reizi dienā. Bet to īsā un īslaicīgā rakstura dēļ ir bijis ļoti grūti apmācīt instrumentus avotā, pirms tie pazūd. Bet ar vairāku teleskopu palīdzību, kas ir optimizēti gamma staru noteikšanai, GRB 190114 tika novērots tieši laikā.
Tajā ietilpa NASA Neila Gehrela Swift observatorija, Fermi Gamma-Ray kosmiskais teleskops, kā arī uz zemes bāzētie divi lielākie atmosfēras gamma attēlveidošanas Čerenkova (MAGIC) teleskopi - kas atrodas Kanāriju salā La Palmā un ko vada Makss Planks. Fizikas institūts (MPP).
Kad šie teleskopi novēroja GRB 190114C, viņi novēroja, ka daļa atbrīvotās enerģijas tika mērīta 1Tera elektronu voltu (TeV) diapazonā - apmēram triljonos reižu vairāk enerģijas uz fotonu, kas novērota ar redzamu gaismu. Balstoties uz iepriekšējiem novērojumiem, astronomi lēš, ka, lai sasniegtu šo enerģijas līmeni, materiālam, ko izstaro sabrūkošā zvaigzne, bija jābrauc ar gaismas ātrumu 99,999%.
Citiem vārdiem sakot, mirstošās zvaigznes materiāls būtu jāpaātrina līdz pašām robežām tam, ko fiziskā matērija var izturēt, lai radītu šāda veida enerģētisko pārrāvumu. Šis materiāls pēc tam tiks piespiests caur gāzveida mākoņiem, kas apņem zvaigzni (ārējo slāņu paliekas, kas ir izpūstas), izraisot triecienu, kas pats rada gamma staru plīsumu.
Zinātnieki jau ilgu laiku ir centušies novērot ārkārtīgi enerģētiskas emisijas no GRB, un šis konkrētais pārrāvums sniedza pirmo iespēju. Kā doktors de Ugarte Postigo paskaidroja ESA / Habla paziņojumā presei:
“Zinātnieki ilgu laiku ir centušies novērot ļoti augstas enerģijas izstarošanu no gamma staru pārrāvumiem. Šis jaunais novērojums ir būtisks solis uz priekšu mūsu izpratnei par gamma staru pārrāvumiem, to tiešo apkārtni un to, kā matērija uzvedas, kad tā kustas ar 99,999% no gaismas ātruma. ”
Raugoties nākotnē, vairākās kosmosa observatorijās būs vērojama supernova, kas ražoja GRB 190114C, lai uzzinātu vairāk par tās vidi un to, kā tika radīts šis ekstrēmais pārrāvums. Jo īpaši Eiropas astronomiem tika nodrošināts novērošanas laiks ar NASA / ESA Habla kosmisko teleskopu, lai izpētītu avota vidi.
Šiem centieniem astronomi palīdzēja, izmantojot ESO ļoti lielo teleskopu (VLT) un Atacama lielā milimetra / submilimetra masīvu (ALMA) Čīlē. Apvienojot savus novērojumus ar Habla iegūtajiem datiem, astronomi varēja detalizētāk novērot šīs GRB (kas atrodas 5 miljardus apmēram gaismas gadu attālumā no Zemes) saimnieka galaktiku.
Kā paskaidroja Endrjū Levāns no Nīderlandes Radboudas Universitātes Matemātikas, Astrofizikas un daļiņu fizikas departamenta Astrofizikas departamenta:
“Habla novērojumi liecina, ka šis konkrētais pārrāvums sēdēja ļoti blīvā vidē, tieši spožās galaktikas vidū, kas atrodas 5 miljardu gaismas gadu attālumā. Tas ir patiešām neparasti, un tas liek domāt, kāpēc tas varēja radīt šo ārkārtīgi jaudīgo gaismu. ”
Šis pagrieziena punkts liecina par pieaugošajām astronomisko instrumentu iespējām un pieaugošo starptautiskās sadarbības nozīmi. Tas atbilst arī pašreizējam astronomijas laikmetam, kurā revolucionāri atklājumi kļūst arvien izplatītāki. Ar katru gadu parādības, kuras kādreiz bija slikti izprotamas vai ierobežotas, tagad tiek regulāri pētītas.
