Zvaigžņu dzīves secība, beidzoties ar melnā cauruma izveidošanos. Attēla kredīts: Nicolle Rager Fuller / NSF Noklikšķiniet, lai palielinātu
Tikai dažus simtus miljonu gadu pēc lielā sprādziena masīva zvaigzne bija izlietoja degvielu, sabruka kā melnais caurums un eksplodēja kā gamma staru plīsums. Šīs katastrofiskās parādības starojums tikai tagad ir sasniedzis Zemi, un astronomi to izmanto, lai atgrieztos pie vissenākajiem Visuma mirkļiem. Pārrāvumu, kura nosaukums bija GRB 050904, NASA Swift satelīts novēroja 2005. gada 4. septembrī. Viena neparasta lieta šajā pārrāvumā ir tā, ka tā ilga 500 sekundes - lielākā daļa ir beigusies tikai nepilnā daļā šī laika.
Tas nāca no redzamā Visuma malas, vistālākais jebkad atklātais sprādziens.
Šīs nedēļas Dabas numurā Pensijas štata universitātes zinātnieki un viņu ASV un Eiropas kolēģi apspriež, kā šis sprādziens, kas tika atklāts 2005. gada 4. septembrī, bija masīvas zvaigznes sabrukuma rezultātā melnajā caurumā rezultāts.
Sprādziens, ko sauc par gamma staru pārrāvumu, nāk no laikmeta, drīz pēc tam, kad pirmo reizi izveidojās zvaigznes un galaktikas, apmēram 500 miljoni līdz 1 miljards gadu pēc Lielā sprādziena. Visumam tagad ir 13,7 miljardi gadu, tāpēc septembra pārrāvums kalpo par zondi agrīnā Visuma apstākļu izpētei.
"Šī bija masīva zvaigzne, kas ātri dzīvoja un mira jauna," sacīja Deivids Burrovs, Pensijas štata vecākais zinātnieks un astronomijas un astrofizikas profesors, līdzautors vienam no trim ziņojumiem par šo sprādzienu, kas šonedēļ publicēts žurnālā Nature. "Šī zvaigzne, iespējams, ievērojami atšķīrās no mūsdienās redzamās, tādai, kas varēja pastāvēt tikai agrīnajā Visumā."
Pārrāvumu, kura nosaukums bija GRB 050904 pēc datuma, kad tas tika pamanīts, atklāja NASA satelīts Swift, kuru pārvalda Penn State. Swift nodrošināja pārraušanas koordinātas, lai pārējie satelīti un uz zemes esošie teleskopi varētu novērot pārraušanos. Lūzumi parasti ilgst tikai 10 sekundes, bet pēcspīdums uzkavēsies dažas dienas.
GRB 050904 izcelsme bija 13 miljardi gaismas gadu no Zemes, kas nozīmē, ka tas notika pirms 13 miljardiem gadu, jo tik ilgi vajadzēja, lai gaisma mūs sasniegtu. Zinātnieki ir atklājuši tikai dažus objektus, kas atrodas vairāk nekā 12 miljardu gaismas gadu attālumā, tāpēc pārrāvums ir ārkārtīgi svarīgs, lai saprastu Visumu ārpus lielāko teleskopu sasniedzamības līmeņa.
"Tā kā sprādziens bija gaišāks par miljardu saules, daudzi teleskopi to varēja izpētīt pat no tik liela attāluma," sacīja Burrows, kura analīze galvenokārt koncentrējas uz Swift datiem no tā trim teleskopiem, kas aptver gamma un rentgena starus. , un attiecīgi ultravioletais / optiskais viļņu garums. Burrows ir Swift rentgena teleskopa vadošais zinātnieks.
SWIFT komanda atrada vairākas unikālas iezīmes GRB 050904. Pārraušana bija ilga - apmēram 500 sekundes - un pārraušanas astes galā bija vairākas uzliesmojumi. Šīs īpašības nozīmē, ka jaunizveidotais melnais caurums neveidojās uzreiz, kā domājuši daži zinātnieki, bet drīzāk tas bija garāks, haotisks notikums.
Tuvākiem gamma staru pārrāvumiem nav tik daudz uzliesmošanas, kas nozīmē, ka agrākie melnie caurumi varētu būt izveidojušies savādāk nekā mūsdienu laikmetā, sacīja Burrows. Atšķirība varētu būt tāpēc, ka pirmās zvaigznes bija masīvākas nekā mūsdienu zvaigznes. Vai arī tas varētu būt agrīnā Visuma vides rezultāts, kad pirmās zvaigznes sāka pārveidot ūdeņradi un hēliju (kas izveidots Lielajā sprādzienā) par smagākiem elementiem.
Saskaņā ar datiem, kas iegūti no zemes teleskopiem, GRB 050904 patiesībā parāda jaunizveidotu smagāku elementu norādes. Šis atklājums ir otrā Dabas raksta temats, ko Tokijas Tehnoloģiju institūtā vadīja Japāņu grupa, kuru vadīja Nobuyuki Kawai.
GRB 050904 parādīja arī laika dilatāciju, kas radās plašās Visuma izplešanās rezultātā 13 miljardu gadu laikā, kad vajadzēja gaismu, lai sasniegtu mūs uz Zemes. Šīs izplešanās rezultātā gaisma parādās daudz sarkanāka nekā tad, kad tā tika izstarota eksplozijas laikā, un tā arī maina mūsu uztveri par laiku, salīdzinot ar eksplozijas iekšējo pulksteni.
Šie faktori darbojās zinātnieku labā. Penn State komanda pagrieza Swift instrumentus uz eksplozijas apmēram 2 minūtes pēc pasākuma sākuma. Pārrāvums tomēr attīstījās tā, it kā tas būtu palēnināts, un pārsprāgšana bija tikai aptuveni 23 sekundes. Tātad zinātnieki varēja redzēt plīsumu ļoti agrīnā stadijā.
Tikai viens cits objekts - kvazārs - ir atklāts no lielāka attāluma. Kaut arī kvazāri ir supermasīvi melnie caurumi, kas satur miljardu zvaigžņu masu, šis pārsprāgums nāk no vienas zvaigznes. GRB 050904 noteikšana apstiprina, ka masīvas zvaigznes sajaucas ar vecākajiem kvazāriem. Tas arī apstiprina, ka vēl vairāk tālu zvaigžņu sprādzienus - iespējams, sākot ar pirmajām zvaigznēm, apgalvo teorētiķi - var izpētīt, apvienojot novērojumus ar Sviftu un citiem pasaules klases teleskopiem.
"Mēs izstrādājām Swift, lai meklētu vājus pārrāvumus, kas nāk no Visuma malas," sacīja Neils Gehrels no NASA Goddard Kosmosa lidojumu centra Grīnbeltā, Mērilendā, Swift galvenais izmeklētājs. “Tagad mums tāds ir, un tas ir aizraujoši. Pirmo reizi par atsevišķām zvaigznēm mēs varam uzzināt jau gandrīz no laika sākuma. Noteikti ir vēl daudz citu. ”
Swift tika palaists 2004. gada novembrī un pilnībā sāka darboties līdz 2005. gada janvārim. Swift ir trīs galvenie instrumenti: Burst Alert teleskops, rentgena teleskops un ultravioletais / optiskais teleskops. Swift gamma staru detektors, Burst Alert teleskops, nodrošina ātru sākotnējo atrašanās vietu, to galvenokārt uzcēla NASA Goddard kosmisko lidojumu centrs Grīnbeltā un Los Alamos Nacionālā laboratorija, un tas tika uzbūvēts GSFC. Swift rentgenstaru teleskopu un UV / optisko teleskopu izstrādāja un uzbūvēja Pensitija štata vadītas starptautiskas komandas, un tie lielā mērā balstījās uz katras iestādes pieredzi ar iepriekšējām kosmosa misijām. Rentgena teleskops radās Penna štata sadarbības rezultātā ar Lesteras Universitāti Anglijā un Breras astronomisko observatoriju Itālijā. Ultravioletais / optiskais teleskops radās Penna štata sadarbības rezultātā ar Londonas universitātes koledžas Mullard kosmosa zinātnes laboratoriju. Šie trīs teleskopi dod Swift iespēju veikt gandrīz tūlītējus novērojumus lielākajai daļai gamma staru pārrāvumu, jo Swift var tik ātri pagriezties, lai norādītu uz gamma staru signāla avotu.
Oriģinālais avots: PSU ziņu izlaidums
