Pēc astronoma Endrjū Levana teiktā, gamma staru pārrāvumu izpētē ir sena sakāmvārds: “Kad esat redzējis vienu gamma staru pārrāvumu, jūs esat redzējis… tikai vienu gamma staru pārrāvumu. Viņi nav tas pats, ”viņš teica preses brīfingā 16. aprīlī, apspriežot pavisam cita veida GRB - tipa, kam ir jauna ilgstoša garša.
Trīs no šiem neparastajiem ilgstošajiem zvaigžņu sprādzieniem nesen tika atklāti, izmantojot Swift satelītu un citus starptautiskos teleskopus, un viens, kura nosaukums ir GRB 111209A, ir garākais GRB, kāds jebkad novērots, tā ilgums vismaz 25 000 sekundes jeb aptuveni 7 stundas.
"Mēs esam novērojuši visilgāko gamma staru pārrāvumu mūsdienu vēsturē, un mēs domājam, ka šo notikumu izraisa zilas supergānijas nāve," sacīja Brūss Gendre, pētnieks, kurš tagad ir saistīts ar Francijas Nacionālo zinātnisko pētījumu centru, kurš vadīja šo pētījumu, kamēr Itālijas Kosmosa aģentūras zinātnes datu centrā Fraskati, Itālijā. "Tas izraisīja visspēcīgāko zvaigžņu sprādzienu nesenajā vēsturē un, iespējams, kopš lielā sprādziena."
Astronomi sacīja, ka šie trīs GRB attēlo iepriekš neatzītu šo zvaigžņu sprādzienu klasi, kas rodas no katastrofālā supergānu zvaigžņu nāves, kas simtiem reižu pārsniedz mūsu Sauli. GRB ir visspilgtākie un noslēpumainākie sprādzieni Visumā. Pūtēji izstaro gamma staru, kas ir visspēcīgākais gaismas veids, kā arī rentgenstarus, un tie rada pēcspīdumu, ko var novērot pie optiskās un radio enerģijas.
Swift, Fermi teleskops un citi kosmosa kuģi katru dienu uztver vidēji apmēram vienu GRB. Jautājumā par to, kāpēc šāda veida GRB iepriekš nav atklāts, Levāns paskaidroja, ka šo jauno tipu ir grūti atrast, jo ilgi tas notiek.
“Gamma staru teleskopi parasti uztver ātru smaili, un jūs meklējat pārrāvumu - cik daudz gamma staru nāk no debesīm,” Levans pastāstīja Space Magazine. “Bet šie jaunie GRB izvada enerģiju ilgā laika posmā, vairāk nekā 10 000 sekundēs, nevis parasto 100 sekundēs. Tā kā tas ir izkliedēts, to ir grūtāk pamanīt, un tikai kopš Swift ieviešanas mums ir iespēja veidot GBS attēlus visā debesīs. Lai atklātu šo jauno veidu, jums jāapkopo visa gaisma ilgā laika posmā. ”
Levans ir astronoms Vorikas Universitātē Koventrijā, Anglijā.
Viņš piebilda, ka šie ilgstošie GRB, iespējams, bija biežāk sastopami Visuma pagātnē.
Tradicionāli astronomi ir atzinuši divu veidu GRB: īso un garo, pamatojoties uz gamma starojuma signāla ilgumu. Īsi pārrāvumi ilgst divas sekundes vai mazāk, un domājams, ka tie ir kompaktu priekšmetu apvienošanās binārā sistēmā, visdrīzāk, ka aizdomās turamās ir neitronu zvaigznes un melnie caurumi. Garie GRB var ilgt no vairākām sekundēm līdz vairākām minūtēm, ar parasto ilgumu no 20 līdz 50 sekundēm. Tiek uzskatīts, ka šie notikumi ir saistīti ar zvaigznes daudzkārtēju sabrukšanu Saules masā un no tā izrietošā jauna melnā cauruma rašanos.
“Tas ir ļoti nejaušs process, un katrs GRB izskatās ļoti atšķirīgs,” brīfinga laikā teica Levāns. “Viņiem visiem ir virkne ilgumu un virkne enerģijas. Tas prasīs daudz lielāku paraugu, lai noskaidrotu, vai šim jaunajam tipam ir sarežģītāk nekā regulāriem gamma staru pārrāvumiem. ”
Visi GRB rada spēcīgas strūklas, kas dzen matēriju gandrīz gaismas ātrumā pretējos virzienos. Mijiedarbojoties ar matēriju zvaigznītē un ap to, sprauslas rada augstas enerģijas gaismas smaili.
Gendre un viņa kolēģi veica detalizētu GRB 111209A pētījumu, kas izcēlās 2011. gada 9. decembrī, izmantojot NASA vēja kosmosa kuģa Konus instrumenta gamma staru datus, rentgena novērojumus no Swift un Eiropas Kosmosa aģentūras XMM-Newton satelītu. , un optiskie dati no TAROT robotikas observatorijas La Silla, Čīle. 7 stundu eksplozija ir līdz šim ilgākais GRB ilgums, kāds jebkad reģistrēts.
Cits notikums, GRB 101225A, eksplodēja 2010. gada 25. decembrī un vismaz divas stundas radīja augstas enerģijas izmešu daudzumu. Pēc tam, saukts par “Ziemassvētku sprādzienu”, notikuma attālums nebija zināms, kā rezultātā divas komandas nonāca pie radikāli atšķirīgām fiziskām interpretācijām. Viena grupa secināja, ka sprādzienu izraisīja asteroīds vai komēta, kas nokrita uz neitronu zvaigzni mūsu pašu galaktikā. Cita komanda noteica, ka pārsprāgšana bija apvienošanās notikuma rezultāts eksotiskā binārajā sistēmā, kas atrodas aptuveni 3,5 miljardu gaismas gadu attālumā.
"Mēs tagad zinām, ka Ziemassvētku eksplozija notika daudz tālāk, vairāk nekā pusceļā pāri novērojamajam visumam, un līdz ar to bija daudz jaudīgāka, nekā šie pētnieki iedomājās," sacīja Levans.
Izmantojot Gemini ziemeļu teleskopu Havaju salās, Levāns un viņa komanda ieguva vājās galaktikas spektru, kas uzņēma Ziemassvētku eksplodiju. Tas zinātniekiem ļāva noteikt skābekļa un ūdeņraža emisijas līnijas un noteikt, cik daudz šīs līnijas tika pārvietotas uz zemāku enerģiju salīdzinājumā ar to parādīšanos laboratorijā. Šī atšķirība, ko astronomi pazīst kā sarkano nobīdi, rada eksploziju aptuveni 7 miljardu gaismas gadu attālumā.
Levana komanda pārbaudīja arī 111209A un neseno eksploziju 121027A, kas eksplodēja 2012. gada 27. oktobrī. Visi rāda līdzīgu rentgena, ultravioleto un optisko izstarojumu un visi radās kompakto galaktiku centrālajos reģionos, kas aktīvi veidoja zvaigznes. Astronomi secināja, ka visi trīs GRB veido jauna veida GRB, ko viņi sauc par “sevišķi gariem” pārrāvumiem.
"Īpaši gari GRB rodas no ļoti lielām zvaigznēm," sacīja Levans, "iespējams, tikpat liels kā Jupitera orbīta. Tā kā materiālam, kas nokrīt uz melnā cauruma no zvaigznes malas, ir jākrīt tālāk, tur nokļūšana prasa ilgāku laiku. Tā kā tur nokļūšana prasa ilgāku laiku, tas ilgāk darbina strūklu, dodot tam laiku izcelties no zvaigznes. ”
Levans teica, ka Wolf-Rayet zvaigznes vislabāk atbilst aprakstam. "Viņi ir dzimuši ar vairāk nekā 25 reizes lielāku Saules masu, bet viņi sadedzina tik karstu, ka padzina dziļo, visattālāko ūdeņraža kārtu kā aizplūšanu, ko mēs saucam par zvaigžņu vēju," viņš sacīja. Izņemot zvaigznes atmosfēru, objekts paliek pietiekami masīvs, lai veidotu melnu caurumu, bet pietiekami mazs, lai daļiņu strūklas varētu pilnībā urbt laikos, kas raksturīgi gariem GRB.
Džons Grehems un Endrjū Fručters, abi Baltimores Kosmiskā teleskopa zinātnes institūta astronomi, sniedza informāciju, ka šajos zilajos supergēnos ir salīdzinoši neliels daudzums elementu, kas ir smagāki par hēliju un kurus astronomi sauc par metāliem. Tas der šķietamam mīklainam gabalam, ka šiem īpaši garajiem GRB, šķiet, ir izteikta iekšējā priekšrocība vidē ar zemu metāliskumu, kurā ir tikai neliels daudzums elementu, izņemot ūdeņradi un hēliju.
"Augstas metalizācijas ilgstošas GRB pastāv, bet ir reti," sacīja Grehems. “Tie notiek apmēram 1/25 no zemas metalizācijas notikumu ātruma (uz zvaigznes veidošanās vienību). Šīs ir labas ziņas mums šeit uz Zemes, jo šāda veida GRB iznākšanas varbūtība mūsu pašu galaktikā ir daudz mazāka, nekā tika domāts iepriekš. ”
Astronomi otrdien apsprieda savus atklājumus 2013. gada Hantsvilas gamma-ray Burst simpozijā Nešvilā, Tenesī, sanāksmē, kuru daļēji sponsorēja Alabamas universitāte Hantsvilā, kā arī NASA Swift un Fermi Gamma-ray kosmiskā teleskopa misijās. Gendres atradumi parādās 20. marta izdevumā The Astrophysical Journal.
Papīrs: “Īpaši ilgs gamma staru pārsprāgšana 111209A: zilās supergānas sabrukums?” B. Žanrs et al.
Raksts: “LGRB metalizācija”. J. F. Grehems un A. S. Frukters.
Avoti: Telekonference, NASA, Varvikas universitāte, CNRS
