Кроз свемир, удаљен неких 7,5 милијарди светлосних година, умирућа звезда је пустила неке од највећих енергија светлости које су астрономи икада видели. А ове светлосне честице, или фотони, помажу астрономима да разумеју како се те честице потичу на тако екстремне енергије.
Астрономи су пронашли фотоне ултра-високе енергије док су посматрали догађај зван гама зрачење, или ГРБ. Мислили да су последица судара неутронских звезда или колапса масивне звезде, гама зраци се појављују изненада, понекад само у делићу секунде. Један од ових бежних рафала може ослободити више енергије него што би сунце створило током целог свог живота. Те је догађаје тешко ухватити, али прасак прати прасак. Светлост после светла је пригушена, али траје дуже, омогућавајући астрономима да је детаљно мере.
Дана 14. јануара 2019. године, два таква свемирска телескопа открила су један такав гама-рафал, назван ГРБ 190114Ц, помоћу аутоматизованог система. У року од 22 секунде астрономи на Земљи усмерили су своје земаљске телескопе да мере меру након светлости.
"Ми смо то тражили дуже од 20 година," Размик Мирзоиан, портпарол Главног атмосферског гама Имагинг Черенков телескоп (МАГИЦ) сарадња и коаутор нове студије, рекао је Ливе Сциенце. Мирзојан је рекао да "нису успели да пронађу ово", само пука срећа, већ само упорност. "
У астрономском погледу, догађај је био релативно близу, што је омогућило астрономима да мере после светлости у великом распону таласних дужина. У наредних 10 дана научници су прикупили податке са шест сателита и 15 земаљских телескопа који су детектовали зрачење таласних дужина у распону од радио до ултраљубичастог светла.
Анализирајући мерења првих десетина секунди након пуцања, астрономи су пронашли фотоне са енергијама трилијуна електронволта - што је трилију пута веће од енергије типичних фотона који долазе са сунца.
Док су фотони с енергијом већом од 1 билиона електрон-волти откривени прије других астрофизичких извора, као што су остаци супернове, није познато да потичу из ГРБ-а.
Подаци са више таласа помогли су астрономима да утврде како се честице напајају. Фотони ниже енергије ослобођени су честицама које се спирално окрећу око магнетних поља у процесу познатом као синхротроно зрачење. Насупрот томе, рекордни, ултрахигхнергијски фотони убрзани су кроз сударе са високоенергетским електронима - варијација на механизму који научници називају инверзно-Комтоново расипање. Ова открића потврђују теорије о ГРБ-има и помажу астрономима да разумеју физику ових бизарних рафала.
"После више од 50 година од када су први пут откривени ГРБ-ови, многи од њихових основних аспеката и даље остају мистериозни", рекао је Мирзојан у изјави. "Откривање емисије гама зрака из ГРБ 190114Ц ... показује да су ГРБ експлозије још јаче него што се мислило раније."
Док астрономи дуго траже такве фотоне ултра-високе енергије, ГРБ 190114Ц није био ретки догађај - само један који је тешко ухватити. Захваљујући телескопима попут МАГИЦ и Стереоскопски систем високе енергије (Х.Е.С.С.), који су дизајнирани за откривање ултра-високих енергетских гама-зрака, и аутоматизованим системима за откривање почетних ГРБ-а, научници очекују да ће убудуће ухватити више таквих ултра-високих енергија.
"Улазимо у нову еру откривања фотона ултра високе енергије", рекао је Бинг Зханг, астрофизичар са Универзитета у Невади у Лас Вегасу, који није био укључен у нову студију, путем е-поште за Ливе Сциенце. "Пошто се очекује богата физика у режиму високих енергија, ова запажања ће сигурно донети узбуђење у годинама које следе."
Нови резултати објављени су 20. новембра у часопису Натуре.
