Дана 9. октобра 2022. године, опсерваторија Свифт у орбити је по први пут снимила необично сјајан гама-раван ГРБ 221009А.
Током наредних месеци, истраживачи широм света анализирали су извор гама зрака како би пронашли детаље необичног астрономског догађаја и пронашли његов извор.
Локација експлозије гама зрака ГРБ 221009А на позадини Млечног пута. Слика: НАСА-ин центар за свемирске летове Годард
Шта је експлозија гама зрака?
Рафал гама зрака (ГРБ)астрофизичари краткотрајним налетом гама зрачења називају ток фотона изузетно кратке таласне дужине (мање од 2⋅10−10 м) и високе енергије. Овакви астрономски догађаји представљају ослобађање огромних количина енергије и по правилу се бележе у удаљеним галаксијама. Рафал гама зрака је један од најсјајнијих догађаја у Универзуму.
Истраживачи су релативно открили рафале гама зраканедавно: 60-их година прошлог века. НАСА је 1963. године послала у орбиту војни сателит Вела, опремљен детекторима неутрона, рендгенских и гама зрака. Он је требало да надгледа поштовање Споразума о забрани нуклеарних проба од стране СССР-а и других земаља. Инструменти сателита нису детектовали нуклеарне тестове, већ су случајно открили рафале гама зрачења које су извирале из дубоког свемира.&нбсп;&нбсп;
Истраживачи разликују два типа рафала гама зрака,који се разликују по трајању: кратки и дуги. Прва категорија укључује блицеве који трају од неколико милисекунди до две секунде. Верује се да је извор таквог догађаја спајање две неутронске звезде са формирањем килонове или апсорпција неутронске звезде црном рупом.
Други тип су дуги рафали гама зрака.Могу трајати од неколико секунди до неколико минута. Главна хипотеза сугерише да су дуги рафали гама зрака повезани са експлозијом супернове: завршном фазом у еволуцији звезда, чија је маса 10 или више пута већа од Сунца. Али 2022. године, астрофизичари из опсерваторије Гемини известили су о открићу килонове, формиране након спајања неутронских звезда, на месту дугог праска гама зрака ГРБ 211211А снимљеног годину дана раније.
Анимирана слика дугог рафала гама зрака повезаног са колапсом масивне звезде. Анимација: НАСА-ин центар за свемирске летове Годард
Шта је необично у вези са експлозијом гама зрака ГРБ 221009А?
Рафал гама зрака ГРБ 221009А трајао је више одпет минута. То значи да припада дугим рафалима и највероватније је повезан са колапсом језгра масивне звезде у црну рупу и експлозијом супернове. Изненађујуће, у времену које је протекло од првог посматрања праска гама зрака, истраживачи нису успели да потврде формирање супернове на месту експлозије или да пронађу алтернативни извор зрачења.
Поред тога, прскање је било тако сјајно дазаслепили већину космичких детектора гама зрака, тако да нису могли директно да схвате стварни интензитет зрачења. Истраживачи су користили податке које су прикупили Ферми телескоп и конусни гама спектрометар да би реконструисали ове информације. Анализа је показала да је ГРБ 221009А био 70 пута сјајнији од било ког другог посматраног праска гама зрака.
Поређење ГРБ 221009А и четири претходно забележена најснажнија рафала гама зрака. Слика: НАСА-ин Центар за свемирске летове Годард и Адам Голдстеин (УСРА)
Прорачуни које су извршили астрофизичари пројекта„Интеграл” Европске свемирске агенције (ЕСА), показују да је, док је трајала експлозија, око један гигават снаге пао у горње слојеве Земљине атмосфере. Ово је еквивалентно снази земаљске електране. Догађај је био толико светао да је и данас видљив послесјај дуже таласне дужине, накнадни сјај.
Анализа узорка од 7.000ГРБ-ови које су снимили Ферми и Цоне показују да би се такви велики ГРБ-ови требали појавити чешће од једном у 10.000 година. „ГРБ 221009А је вероватно била најсјајнија експлозија рендгенских и гама зрака од почетка људске цивилизације“, рекао је Ерик Бернс, истраживач на Државном универзитету Луизијане у Батон Ружу.
Послесјај ГРБ 221009А, снимљен телескопом Хабл. Слика: НАСА, ЕСА, ЦСА, СТСцИ, А. Леван (Универзитет Радбоуд); Обрада слике: Гладис Кобер
Шта су астрофизичари научили?
Да би боље реконструисали историју праска гама зрака, истраживачи су користили инструменте који детектују електромагнетно зрачење на различитим таласним дужинама, од радио таласа до гама зрака.&нбсп;
Први научни резултати показују какоРендгенски зраци су осветљавали облаке прашине на Млечном путу док су се ширили. Истраживачи су израчунали да је зрачење путовало кроз међугалактички простор око 1,9 милијарди година пре него што је ушло у нашу галаксију. Сударила се са првим облаком прашине на „предграђу” Млечног пута пре око 60 хиљада година, а са последњим – око хиљаду.
Сваки пут када би се рендгенски зраци сударилиса облаком прашине, распршили су део зрачења, стварајући концентричне прстенове који су изгледали као да се шире напоље. ЕСА КСММ-Невтон свемирски рендгенски телескоп посматрао је ове прстенове неколико дана након праска гама зрака. Облаци у близини формирали су највеће прстенове једноставно зато што изгледају већи у перспективи, објашњавају научници.
Прстенови прашине са ГРБ 221009А посматрани рендгенским телескопом. Слика: ЕСА/КСММ-Невтон/М. Ригозели (ИНАФ)
Путовање кроз Млечни пут, рендгенски зрациузастопно осветљених 20 облака прашине наше галаксије. Анализа зрачења помогла је да се израчуна удаљеност до њих и анализирају својства њихових саставних честица.
Током година, истраживачи су предложили неколикоразне теорије које описују својства зрна прашине. Истраживачи су преклопили ове обрасце на прикупљене податке. Открили су да модел који сугерише да су честице састављене првенствено од графита, кристалног облика угљеника, најбоље одговара запажањима.
Тајанствени извор
Упркос великој количини прикупљених податакаостаје мистерија шта је тачно изазвало тако сјајан прасак гама зрака. Пошто главна верзија повезује дугачке рафале гама зрака са експлозијом супернове, истраживачи су користили свемирске телескопе Џејмс Веб и Хабл да траже почетке будуће маглине. Али ниједан од телескопа није пронашао ништа на месту наводне експлозије.
Један могући разлог је тајГРБ се појавио на делу неба који се налази само неколико степени изнад равни Млечног пута, где густи облаци прашине могу у великој мери замаглити упадну светлост. Ако је тако, можда ће даља запажања помоћи да се пронађу остаци супернове.
Илустрација главних компоненти дугографал гама зрака, најчешћи тип. Језгро масивне звезде (лево) се срушило, формирајући црну рупу која шаље ток честица које се крећу кроз материјал звезде у свемир скоро брзином светлости. Емисије у читавом спектру настају од врућег јонизованог гаса у близини новорођене црне рупе, судара између шкољки гаса који се брзо креће унутар млаза (унутрашњи ударни таласи) и од предње ивице млаза док се одводи и улази у интеракцију са околином (спољни шок). Слика: НАСА-ин центар за свемирске летове Годард
Алтернативна хипотеза сугерише да звездабила толико масивна да је након почетне експлозије одмах формирала црну рупу, која је прогутала сав материјал који би иначе формирао облак гаса.
Астрофизичари настављају потрагу за остацимаексплодирајућа звезда. Истраживачи сада траже трагове тешких елемената попут злата, за које се верује да су настали у снажним експлозијама повезаним са колапсом језгра масивне звезде.&нбсп;
Истраживачи такође примећују да је вероватно даНеобична снага праска гама зрака је због чињенице да је млаз енергије (млаз) избачен током формирања црне рупе био усмерен директно на Земљу. Анализа накнадног сјаја и поларизације светлости од такве експлозије помоћи ће да се сазна више о томе како се млазови формирају.
Опширније:
Биолози откривају како ћелије рака измичу имунолошком систему
Кључна теорија квантне физике је коначно доказана. Главни
Именовани производи који штите мозак од деменције и када их користити
На насловној страни: уметничка илустрација праска гама зрака. Слика: НАСА/Свифт/Цруз деВилде