Тамни гама зраци ГРБ020819. Кредитна слика: Кецк. Кликните за увећање.
Готово све што знамо о Универзуму долази до нас путем агенције светлости. За разлику од материје, светлост је јединствено погодна за путовање огромним растојањима кроз свемир до наших инструмената. Међутим, већина астрономских појава је упорна и поновљива - можемо се ослонити на њих да се „задржавају“ за дуготрајно посматрање или се „редовно враћају“. Али то није тако за експлозије гама зрака (ГРБ-ове) - оне мистериозне космолошке догађаје који преплављују фотоне (и суб-атомске честице) с апсурдно високим нивоима енергије.
Први откривени небески ГРБ догодио се током праћења уговора о нуклеарном наоружању 1967. Тај догађај захтевао је године анализа пре него што је потврђено његово ванземаљско порекло. Након овог открића, примитивне методе триангулације постављене су помоћу детектора смјештених на различитим свемирским сондама унутар међупланетарне мреже (ИПН). Такви поступци захтевали су велико крчење броја и онемогућили тренутно праћење употребом инструмената заснованих на Земљи. Упркос кашњењима, стотине извора гама зрака су каталогизиране. Данас - чак и коришћењем Интернета - још увек ће требати неколико дана да се одговори ИПН приступом детекције.
Све ово почело се мењати 1991. године, када је НАСА поставила Цомптон Гамма Раи Обсерватори (ЦГРО) у свемир, користећи свемирске шатлове Атлантис, као део свог програма "Греат Обсерваториес". У року од четири месеца скенирања неба, ЦГРО је астрономима јасно ставио до знања да је Универзум готово свакодневно подвргнут спорадичним и широко распрострањеним пароксизмима гама зрака - пароксизми узроковани катаклизмичким догађајима који врше огромне количине гама и других високоенергетских зрачења широм понор простора и времена.
Али ЦГРО је имао једно главно ограничење - иако је могао брзо открити гама зраке и упозорити астронома, није био нарочито тачан где се такви догађаји догађају у свемиру. Због овог великог „круга грешака“, астрономи нису били у стању да лоцирају видљиву светлост „после светла“ таквих догађаја. Упркос овом ограничењу, ЦГРО је наставио да детектује стотине непрекидних, периодичних и епизодних извора гама зрака - укључујући супернове, пулсере, црне рупе, квазаре, па чак и саму Земљу! У међувремену, ЦГРО је такође открио нешто неочекивано - одређени пулсари деловали су као уски опсежни предајници гама зрака без пратеће видљиве светлости - и у томе је лежао астрономов први осећај „тамних“ ГРБ-ова.
Данас знамо да „тамни пулсари“ нису једини „мрачни“ извори гама зрака у Универзуму. Астрономи су утврдили да је неки мали део епизодних (једнократних) ГРБ такође слаб са видљивом светлошћу, па они - као и сви голицани необичним и необјашњивим - желе да знају зашто. У ствари, ГРБ-ови су толико јединствени да се често могу чути заљубљеници који говоре „Када сте видели један ГРБ, видели сте и један ГРБ“.
Први сателит који је поједноставио оптичко откривање ГРБ накнадних сијалица био је БеппоСАКС. Развијена од стране италијанске свемирске агенције средином 1990-их, БеппоСАКС је лансирао 30. априла 1996. са рта Цанаверал и наставио да открива и прецизира изворе емисије рендгенских зрака до 2002. БегпоСаков круг грешака био је довољно мали да омогући оптичким астрономима да брзо пронађу многе ГРБ накнадни сјајеви за детаљно проучавање видљиве светлости помоћу инструмената заснованих на земљи.
БеппоСАКС је поново ушао у Земљину атмосферу 29. априла 2003., али до овог тренутка је НАСА-ина замена (ХЕТЕ-2 Хигх Енерги Трансиент Екплорер-2) већ неколико година била на станици у орбити ниске земље. Инструменти на ХЕТЕ-2 (његова прва инкарнација ХЕТЕ се није успела одвојити од треће фазе своје ракете Пегасус 1996.) проширили су опсег детекције рендгенских зрака и пружили су још чвршће кругове грешака - управо оно што су астрономи требали да побољшају време одзива у лоцирање ГРБ позадинских свјетиљки.
Две године и неколико месеци касније (понедељак, 19. августа 2002.) ХЕТЕ-2 покренуо је звона и звиждуке јер је снажни извор гама зрака откривен негде у близини главе сазвежђа Рибе. Тај догађај (означен са ГРБ 020819) узроковао је низ астрономских опсерваторија да започну хватање радиофреквенцијских, блиских инфрацрвених и видљивих светлосних фотона, покушавајући да утврде где се догађај десио и да помогну да се смисли феномен који га покреће.
Према раду „Радио-сјај и галаксија мрака ГРБ 020819“ који је 2. маја 2005. објавио међународни тим истражитеља (укључујући Палл Јакобссон из Института Ниелс Бохр, Копенхаген, Данска који је доказао овај чланак), у року од 4 сата од откривање 1 метра телескопа Сидинг Спринг Обсерватори (ССО) у Аустралији је окренут у простор свемира мањи од 1/7 привидног пречника Месеца. 13 сати касније, други, мало већи инструмент - П60 од 1,5 метра на Мт. Паломар - такође се придружио потјери. Ниједан инструмент - упркос хватању светлости тако слабог као магнитуде 22 - није погодио ништа необично за тај простор свемира. Међутим, велика и екстремно фотогенична спирална галаксија величине 19,5 литара пала је на дохват руке њихових инструмената.
Петнаест дана касније, 10-метарски инструмент Кецк ЕСИ на Мауна Кеа, на Хавајима, сликао је исту регију у плавом и црвеном светлу до магнитуде 26.9. На овој оптичкој дубини, различита „мрља“ 24. величине (за коју се претпоставља да је подручје настанка ХИИ звезда) могла се видети 3 лучне секунде северно од спиралне галаксије. Коначни покушај да се још ништа открије извршен је 1. јануара 2003. - поново користећи метар Кецк 10. Нису примијећене промјене у оптичком свјетлу које потиче из регије ГРБ 020819. Све ово потврдило је да ниједан видљиви накнадни сјај није пратио излијевање гама зрака које је ХЕТЕ-2 открио 134 дана раније. Истражни тим имао је "тамни гама рафал". Касније би дошао задатак да схвати шта је заправо - или бар није био ...
Периодично током читавог циклуса оптичке и близине инфрацрвене инспекције, област праска праћена је радио-таласним фреквенцијама. Користећи ВЛА (врло велики низ - који се састоји од 27 посуђа величине 25 метара постављених на педесет миља западно од Соцорро-а, Нев Мекицо), тим је успео да ухвати завештајући траг зрачења од 8,48 Гхз и идентификује његов локалитет.
Први радио таласи из ГРБ 020819 прикупљени су 1,75 дана након упозорења ХЕТЕ-2. До дана 157., Нивои енергије су се спљоштили до тачке када се извор више није могао са сигурношћу видети. Међутим, до овог тренутка, његова локација била је одређена на „мрљу“ три лучне секунде северно од језгра претходно неископане спиралне галаксије. Нажалост - због његове нејасноће - удаљеност до саме мрље није могла спектрографски да се одреди - међутим, за галаксију је откривено да лежи неких 6,2 БЛИ и ужива у „високом поверењу“ у погледу односа са извором.
Као резултат таквих истраживања, астрономи сада све више и више уче о класи катаклизмичних догађаја који резултирају масовним протоцима фотона високе и ниске енергије, док готово потпуно прескачу средње фреквенције - попут ултраљубичастог, видљивог и близу инфрацрвеног светла. Постоји ли нешто што би то могло објаснити?
На основу учења из ГРБ 020819, тим је истражио три модела шок-ватрених удара како могу да се појаве тамни ГРБ-ови. Од три (равномерно ширење високоенергетских гасова у хомогени медијум, равномерно ширење у стратификовани медијум, и колимитирани млаз који продире у обе врсте медија), најбоље се уклапало у понашање ГРБ 020819 било је једнолично ширење гасова високе енергије. у хомогени медијум других гасова (модел који је први пут предложио астрофизичар Р. Сари и др. 1998.). Врлина овог модела изотропне експанзије је (према речима истраживачког тима) да се „треба позвати само скромна количина изумирања“ да би се објаснило одсуство видљиве светлости.
Поред сужавања опсега могућих сценарија повезаних са тамним ГРБ-овима, тим је закључио да је „ГРБ 020819, релативно близу праска, само један од два од 14 ГРБ-а који су локализовани унутар (2 лучна минута користећи ХЕТЕ-2) немају пријављен ОА. То даје потпору недавној тврдњи да је тамна рафална фракција далеко нижа од раније сугериране, можда чак 10%. "
Написао Јефф Барбоур
