Кредитна слика: ЕСО
29. марта 2003. године, НАСА-ин је високоенергетски пролазни претраживач открио сјајан прасак гама зрака, а недуго затим су се телескопи из целог света усредсредили на објект; сада се зове ГРБ 030329 и мерено је 2,6 милијарди светлосних година. Мерећи накнадну експлозију експлозије, астрономи су схватили да се он подудара са спектром хипернове - експлозија изузетно великих звезда, најмање 25 пута већих од нашег сопственог Сунца. Упоређивањем спектра, астрономи имају убедљиве доказе да постоји нека веза између експлозија гама зрака и експлозија веома великих звезда.
Веома светао прасак гама зрака приметио је 29. марта 2003. године од стране НАСА-иног претраживача високих енергија пролаза (ХЕТЕ-ИИ), у небеском региону унутар сазвежђа Лав.
У року од 90 мин откривен је нови, веома светли извор светлости („оптички накнадни сјај“) у истом смеру помоћу 40-инчног телескопа у опсерваторију Сидинг Спринг (Аустралија), а такође у Јапану. Експлозија гама зрака добила је ГРБ 030329, према датуму.
И у року од 24 сата, први, веома детаљан спектар овог новог објекта добијен је УВЕС спектрографом високе дисперзије на 8,2-метарском ВЛТ КУЕИЕН телескопу у ЕСО Паранал опсерватори (Чиле). Омогућено је одређивање удаљености од приближно 2.650 милиона светлосних година (црвени помак 0.1685).
Настављена запажања са мулти-моде инструментима ФОРС1 и ФОРС2 на ВЛТ-у током наредног месеца омогућили су међународном тиму астронома [1] да, до сада, без преседана детаљно документују промене у спектру оптичког накнадног сјаја овог гама-зрака. Њихов детаљан извештај појављује се у броју за истраживање „Природа“ од 19. јуна.
Спектри показују постепено и јасно појављивање спектра супернове познате енергетске класе, „хипернове“. То је узроковано експлозијом врло тешке звезде - вероватно преко 25 пута теже од Сунца. Измерена брзина експанзије (већа од 30.000 км / сец) и укупна ослобођена енергија били су изузетно велики, чак и унутар изабране хипернове класе.
Из поређења са више оближњих хипернова, астрономи су у стању да тачно утврде тренутак експлозије звезде. Испада да је у интервалу од плус / минус два дана од пуцања гама зрака. Овај јединствени закључак даје убедљиве доказе да су два догађаја директно повезана.
Ова запажања стога указују на уобичајени физички процес који стоји иза експлозије хипернове и са њим повезано испуштање јаког гама-зрачења. Тим закључује да ће то вероватно настати услед готово тренутног, несиметричног урушавања унутрашњег дела високо развијене звезде (познатог као модел „колапсара“).
Експлозија гама зрака 29. марта прећи ће у анале астрофизике као ретки „догађај који дефинише тип“, пружајући коначне доказе о директној вези између космолошких експлозија гама зрака и експлозија веома масивних звезда.
Шта су гама-Раи рафали?
Једно од тренутно најактивнијих подручја астрофизике је проучавање драматичних догађаја познатих као „гама зрачења (ГРБс)“. Први су их открили крајем шездесетих година прошлог века осетљиви инструменти који су били у орбити око војних сателита, лансирани за надзор и откривање нуклеарних тестова. Настајући, не на Земљи, већ далеко у свемиру, ови кратки бљескови енергетских гама зрака трају од мање од секунде до неколико минута.
Упркос великим посматрачким напорима, тек је у последњих шест година могуће прецизно одредити места неких од ових догађаја. Уз непроцењиву помоћ релативно тачних позиционих осматрања придружене емисије рендгенских зрака од стране разних рентгенских сателитских опсерваторија од почетка 1997. године, астрономи су до сада идентификовали педесетак краткотрајних извора оптичке светлости повезаних са ГРБс („оптички накнадни сјаји“) ).
Откривено је да се већина ГРБ-а налази на изузетно великим (космолошким) удаљеностима. То имплицира да је енергија ослобођена у неколико секунди током једног таквог догађаја већа од енергије Сунца током целог његовог животног века од више од 10 000 милиона година. ГРБ су заиста најмоћнији догађаји од Великог праска који је познат у Универзуму, усп. ЕСО ПР 08/99 и ЕСО ПР 20/00.
Током протеклих година утврдили су се околни докази да ГРБ сигнализирају колапс масивних звезда. То је првобитно засновано на вероватној повезаности једног необичног гама зрака који се пукнуо са суперновом („СН 1998бв“, такође откривен ЕСО телескопима, прим. ЕСО ПР 15/98). Откад се појавило више трагова, укључујући повезаност ГРБ-а са регионима масивног формирања звезда у далеким галаксијама, мукотрпни докази о „налетима светлосне кривуље супернове“ у оптичким следовима неких ранијих рафала и спектрални потписи из свеже синтетизованих елемената , посматрани од рендгенских опсерваторија.
ВЛТ запажања ГРБ 030329
Дана 29. марта 2003. (тачно у 11: 37: 14.67 часова УТ), НАСА-ин високоенергетски пролазни претраживач (ХЕТЕ-ИИ) открио је веома светлу експлозију гама зрака. После идентификације „оптичког одсјаја“ 40-инчним телескопом у опсерваторију Сидинг Спринг (Аустралија), црвено померање рафала [3] одређено је као 0,1685 помоћу спектра високе дисперзије добијеног помоћу УВЕС спектрографа на 8,2-метарски телескоп ВЛТ КУЕИЕН у Опсерваторију ЕСО Паранал (Чиле).
Одговарајућа удаљеност је око 2.650 милиона светлосних година. Ово је најближи нормалан ГРБ који је икада откривен, па пружа дуго очекивану прилику за тестирање многих хипотеза и модела који су предложени од открића првих ГРБ-ова крајем 1960-их.
С тим специфичним циљем, ЕСО-ов тим астронома [1] сада се окренуо двама моћним инструментима на ЕСО-овом врло великом телескопу (ВЛТ), мулти-моду ФОРС1 и ФОРС2 камерама / спектрографима. Током периода од месец дана, до 1. маја 2003., спектри лебдећег објекта се добијају редовном брзином, обезбеђујући јединствени скуп података посматрања који ненадмашно описују физичке промене удаљеног објекта.
Хипернова веза
На основу пажљивог проучавања ових спектра, астрономи сада представљају своју интерпретацију догађаја ГРБ 030329 у истраживачком раду који се у четвртак, 19. јуна, појавио у међународном часопису „Натуре“, под прозаичним насловом „Веома енергична супернова повезана са праска гама-зрака 29. марта 2003. године, мање од 27 аутора из 17 истраживачких института, на челу са данским астрономом Јенсом Хјортхом, закључују да сада постоје непобитни докази о директној вези између ГРБ-а и "хипернове" експлозије масивна, високо еволуирана звезда.
Ово се заснива на постепеном „настанку“ с временом спектра типа супернова, откривајући изузетно насилну експлозију звезде. С брзинама које су веће од 30 000 км / сец (тј. Преко 10% брзине светлости), избачени материјал креће се рекордном брзином, сведочећи о огромној снази експлозије.
Хипернове су ретки догађаји и вероватно су изазване експлозијом звезда такозваног типа „Волф-Раиет“ [4]. Ове ВР звезде су првобитно формиране са масом изнад 25 соларних маса и састојале су се углавном од водоника. Сада, у својој ВР фази, скидајући се са спољних слојева, они се састоје готово искључиво од хелијума, кисеоника и тежих елемената произведених интензивним нуклеарним сагоревањем током претходне фазе њиховог кратког животног века.
"Ми смо чекали на овај дуго, дуго", каже Јенс Хјортх, "овај ГРБ нам је заиста дао податке који недостају. Из ових врло детаљних спектра, сада можемо потврдити да су овај рафални и вероватно други дуги гама зраци настали колапсом масивних звезда. Већина других водећих теорија сада није вероватна. "
„Догађај који дефинише тип“
Његов колега, ЕСО-астроном Палле Млерлер, подједнако је задовољан: „Оно што нас је у почетку заиста снашло је чињеница да смо јасно открили потписе супернове већ у првом ФОРС-спектру снимљеном само четири дана након што је ГРБ први пут примећен - то уопште нисмо очекивали. Како смо добијали све више и више података, схватили смо да је спектрална еволуција скоро потпуно идентична оној са хиперновом виђеном 1998. Сличност њих тада нам је омогућила да установимо веома прецизан тачан тренутни догађај супернове “.
Астрономи су утврдили да се експлозија хипернове (означена СН 2003дх [2]) документована у ВЛТ спектрима и ГРБ догађај примећен од стране ХЕТЕ-ИИ мора да се догодила у скоро исто време. Подложно додатном прецизирању, постоји разлика од највише два дана, па нема сумње да су та два узрочно повезана.
„Супернова 1998бв је покренула наш апетит, али требало је још 5 година пре него што смо могли са поуздањем да кажемо, нашли смо пушку за пушење која је укинула повезаност између ГРБ-ова и СНе-а“, додаје Цхрисса Коувелиотоу из НАСА-е. „ГРБ 030329 може се показати као нека врста„ недостајуће везе “за ГРБ.“
Закључно, ГРБ 030329 био је редак догађај који одређује тип који ће бити забележен као прелом у високоенергетској астрофизици.
Шта се заиста догодило 29. марта (или 2.650 милиона година)?
Ево комплетне приче о ГРБ 030329, како су је астрономи сада читали.
Хиљаде година пре ове експлозије, веома масивна звезда, којој је понестало водоничног горива, ослободила је већи део своје спољне овојнице, претварајући се у плавкасту Волф-Раиет звезду [3]. Остаци звезде садржавали су око 10 соларних маса у вредности хелијума, кисеоника и тежих елемената.
У годинама пре експлозије, Волф-Раиет звезда је брзо испразнила преостало гориво. У једном моменту, ово је изненада покренуло догађај пуцања хипернове / гама зрака. Језгро се срушило, а да спољни део звезде није знао. Изнутра се формирала црна рупа окружена диском нагомилавајуће материје. У року од неколико секунди, млаз материје испалио је из те црне рупе.
Млаз је прошао кроз спољну шкољку звезде и у комбинацији са снажним ветровима новоформираног радиоактивног никла-56 који је дувао диск изнутра разбио је звезду. Ова потресна хипернова сјајно сјаје због присуства никла. У међувремену, млаз је упао у материјал у близини звезде и створио пуцање гама зрака које су астрономи на Земљи забележили око 2.650 милиона година касније. Детаљан механизам за производњу гама зрака и даље је предмет расправе, али је или повезан са интеракцијама између млаза и материје претходно избачене из звезде, или са унутрашњим сударима унутар самог млаза.
Овај сценариј представља модел „колапсара“ који је увео амерички астроном Стан Воослеи (Калифорнијски универзитет, Санта Цруз) 1993. године и члан тренутног тима, а најбоље објашњава запажања ГРБ 030329.
"То не значи да је сада разрешена мистерија пуцања гама зрака", каже Воослеи. „Сада смо уверени да дуги рафали укључују колапс језгра и хипернову, што ће вероватно створити црну рупу. Убедили смо већину скептика. Ипак, још увек не можемо да донесемо закључак о томе шта узрокује кратке гама-зраке, оне испод две секунде. “
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
