Międzynarodowa grupa naukowców zdołała dopasować do siebie astronomiczne puzzle, przedstawiające tajemnicę krótkich rozbłysków gamma. Wykorzystano w tym celu niewielkie satelity NASA.

Dzięki obserwacjom wykonanym przy pomocy sondy HETE 2 (High Energy Transient Explorer 2) zespół uzyskał najlepszy jak dotychczas dowód na to, że krótkotrwałe rozbłyski gamma powstają podczas kolizji masywnych gwiazd.

Rezultaty badań zostały opublikowane we wczorajszym numerze Nature.

To pierwszy pewny pomiar, który łączy krótkie rozbłyski gamma z teorią zderzeń masywnych obiektów.” – powiedział Garrett Jernigan, badacz z Berkeley’s Space Sciences Laboratory.

Jedną z najbardziej tajemniczych zagadek rozbłysków promieniowania gamma jest odpowiedź na pytanie, czy wszystkie powstają w ten sam sposób.

Rozbłyski pojawiają się w zaskakująco dużej liczbie kształtów i postaci, a poszukiwania teorii odpowiadającej wszystkim naraz może być niemożliwe.” – dodał Hurley.

Przełomowy rozbłysk dostrzeżono 9 lipca w konstelacji Żurawia na niebie południowym. Trwał jedynie dziesiątą część sekundy, jego utrwalenie zawdzięczamy satelicie HETE-2.

Było to zdarzenie, na które wszyscy czekaliśmy.” – powiedział Jernigan. – “Rozbłyski najprawdopodobniej dzielą się na dwie grupy – te dłuższe, trwające około 20 sekund oraz krótsze, widoczne przez dziesiąte części sekund. To te drugie ciągle nas frapują.

Dowody zgromadzone przez lata wskazują na to, że dłuższe rozbłyski są efektem kolizji masywnych gwiazd w odległych galaktykach. Zawierają one prawie 30-krotnie więcej materii niż nasze Słońce, wyczerpując paliwo zapadają się, stając się tym samym czarnymi dziurami. Emitują przy tym niewiarygodne ilości promieniowania gamma.

Krótkie rozbłyski najczęściej próbowano wyjaśnić przy pomocy teorii bazujących na zderzeniach małych, złożonych obiektów – albo dwóch gwiazd neutronowych, albo też gwiazdy neutronowej i małej czarnej dziury. Kolizja taka trwałaby około kilku sekund:

Artystyczna wizja czarnej dziury w pobliżu gwiazdy neutronowej.

W tej artystycznej wizji czarna dziura powoduje rozciągnięcie gwiazdy neutronowej do rożkokształtnego tworu.

Cały materiał z gwiazdy neutronowej zostaje wessany przez czarną dziurę.

Czaran dziura w ciągu kolejnych minut i godzin wciąga cały materiał z gwiazdy neutronowej.

Efektem zderzenia byłoby powstanie większej czarnej dziury.

Satelita namierzył źródło rozbłysków 9 lipca, co pozwoliło przeprowadzić serię obserwacji przy pomocy Chandra X-Ray Observatory i Hubble Space Telescope oraz całej gamy naziemnych obserwatoriów. Dzięki wspólnej pracy udało się dostrzec po raz pierwszy krótkotrwały optyczny poblask, wywołany przez żar powstały po rozbłysku. Pozwoliło to na zidentyfikowanie miejsca rozbłysku i odległości do niego. Ku zaskoczeniu astronomów, okazało się, że jest to dość blisko położony obiekt.

Rozbłysk miał miejsce w odległości jedynie miliarda lat świetlnych od Ziemi, podczas gdy zwykle jest to przynajmniej dziesięciokrotnie więcej.” – powiedział Nat Butler z UC Berkeley, członek zespołu HETE. – “Po wykonaniu obliczeń okazało się, że energia rozbłysku jest 1000-krotnie słabsza, niż w przypadku długotrwałych rozbłysków.

Inny dowód pochodzi z umieszczenia rozbłysku pomiędzy galaktykami. Miał on miejsce na obrzeżach, gdzie przewiduje się występowanie podwójnych układów gwiazd neutronowych. Szczegóły obserwacji Hubble’a i Chandry ukazały się również w Nature w artykule zespołu Dereka Foxa z Pennsylvania State University.

Gwiazdy neutronowe to pozostałości niezbyt masywnych gwiazd, którym skończyło się paliwo. Mają średnicę do 20 kilometrów, ale masą dorównują Słońcu. Mogą istnieć w podwójnych systemach, w których jedna gwiazda okrąża drugą, lub też wędruje wokół czarnej dziury. Układy takie muszą jednak ostatecznie ulegać zniszczeniu, wytwarzając fale grawitacyjne przewidziane przez Ogólną Teorię Względności Alberta Einsteina. Dotychczas nie udało się bezpośrednio wykryć ich obecności, jest to celem Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO), które niedawno zaczęło działać.

Możliwe, żę pierwszymi obiektami obserwowanymi przez LIGO będą źródła rozbłysków gamma.” – podsumował Hurley. – “Byłoby to spektakularne odkrycie.

Autor

Łukasz Wiśniewski

Komentarze

  1. NitaJerzy    

    Ciekawi mnie — Ciekawi mnie czy błyski gamma towarzyszą zderzeniom jedynie czarnych dziur i gwiazd neutronowych, czy też wystąpiłyby i w przypadku impaktu bardzo masywnych, ale normalnie jeszcze świecących gwiazd np. błękitnych olbrzymów czy czerwonych nadolbrzymów ? Może niektóre przynajmniej z błysków gamma pochodzą ze zderzeń zwykłych gwiazd do jakich chyba czasami dochodzi w szczególnie zagęszczonych gromadach kulistych ? Ów przełomowy rozbłysk z 9 lipca to – jak informują uczeni – prawdopodobnie była kolizja tworzących układ podwójny gwiazd neutronowych. I błysk gamma był tysiąckrotnie słabszy niż przy eksplozjach supernowych o masach kilkudziesięciu mas słońca. Czy przy zderzeniach młodych masywnych zwykłych gwiazd emisja promieniowania gamma byłaby mniejsza czy większa od tego typu emisji towarzyszącej impaktowi duetu gwiazd neutronowych ? Czy mielibyśmy wtedy do czynienia z błyskiem bardzo krótkim czy dłuższym ? A jak by to wyglądało, gdyby doszło do podobnego impaktu z udziałem wyjątkowo masywnych gwiazd typu WR ?

    1. PaSKud    

      PaSKud — Ciekawe moga byc tez przypadki zderzen roznych obiektow – jak chocby gwiazdy neutronowej z czerwonym olbrzymem albo przypadek bialego karla wpadajacego do czarnej dziury, mozna sobie tez wyobrazic przypadki zderzen pulsarow (ciekawe jak wygladalyby jego ostatnie blyski przed kontaktem z czarna dziura albo czy kontakt z innym rodzajem gwiazdy cos by w nich zmienil), gwiazd zmiennych, a nawet zapewne mniej efektowne brazowe karly czy zadko wystepujace ale jednak potwierdzone gwiazdy protonowe. To na prawde bardzo duza ilosc kombinacji, moze wlasnie dlatego rozblyski gamma sa tak roznorodne.

      1. NitaJerzy    

        Myślimy o tym bardzo podobnie — Zgadzam się z Tobą. Też skłonny jestem przypuszczać, że to właśnie z powodu zderzeń najrozmaitszych gwiezdnych obiektów rozbłyski gamma są tak różnorodne.

Komentarze są zablokowane.