На 26 август 2020 г. космическият телескоп „Ферми“ на НАСА засича импулс на високоенергийна радиация, летял към Земята в продължение на почти половината от сегашната възраст на Вселената. Задържайки се само около секунда, това се оказа и рекорд - най-краткият гама импулс (GRB - gamma-ray burst), причинен от смъртта на масивна звезда, виждан някога.
GRB са най-мощните събития във Вселената, които може да се открият на разстояние милиарди светлинни години. Астрономите ги класифицират като дълги или къси в зависимост от това дали събитието продължава повече или по-малко от две секунди. Дългите изблици се свързват със смъртта на масивни звезди, а кратките са свързани с различен сценарий.
Астрономите комбинират данни от космическия телескоп "Ферми" на НАСА, други космически мисии и наземни обсерватории, за да разкрият произхода на GRB 200826A, кратък, но мощен изблик на радиация. Това е най-кратката експлозия, за който се знае, че се захранва от колапсираща звезда - тя сякаш изобщо не се е случила. Кредит: NASA’s Goddard Space Flight Center
„Вече знаехме, че някои GRB от масивни звезди могат да се регистрират като кратки GRB, но сметнахме, че това се дължи на ограничения на инструментите“, обяснява Бин-бин Джан (Bin-bin Zhang) от Университета в Нанкин, Китай, и Университета в Невада, Лас Вегас. „Този взрив е специален, защото определено е краткотраен GRB, но другите му свойства сочат, че е от колапсираща звезда. Сега знаем, че умиращите звезди също могат да предизвикат кратки изблици".
Наречен GRB 200826A на датата на възникването му, експлозията е обект на две статии, публикувани в Nature Astronomy в понеделник, 26 юли. Първото изследване, ръководено от Джан, проучва данните за гама-лъчите. Второто, водено от Томас Ахумада (Tomás Ahumada), докторант от Университета в Мериленд, Колидж Парк и Центъра за космически полети "Годард" на НАСА в Грийнбелт, Мериленд, описва избледняването на послесвета на GRB с различни дължини на вълната и възникващата светлина от последвалата експлозия на свръхнова.
„Смятаме, че това събитие на практика се провали, почти не се случи изобщо“, разказва Ахумада. „Въпреки това, взривът излъчи 14 милиона пъти енергията, освободена от цялата галактика Млечен път за същото време, което го прави един от най-енергичните краткотрайни гама взривове, виждани някога“.
Когато една звезда, много по-масивна от Слънцето, остане без гориво, ядрото й внезапно се смачква (колапсира) и образува черна дупка. Докато материята се носи към черната дупка, част от нея избягва под формата на две мощни струи (джетове), които се устремяват навън с почти светлинна скорост в противоположни посоки. Астрономите откриват GRB само когато една от тези струи се насочи почти директно към Земята.
Всяка струя излита от звездата, произвеждайки импулс от гама лъчи - най-енергийната форма на светлина - който може да продължи до минути. След избухването разрушената звезда след това бързо се разширява като свръхнова.
От друга страна, кратките GRB се образуват, когато двойки компактни обекти - като неутронни звезди, които също се образуват по време на звезден колапс - се въртят около друга навътре за милиарди години и се сблъскат. Наблюденията на "Ферми" наскоро помагат да се покаже, че в близките галактики гигантски изригвания от изолирани, свръхмагнитирани неутронни звезди също се маскират като кратки GRB.
GRB 200826A е било рязко изхвърляне на високоенергийни емисии, продължило само 0,65 секунди. След като е пътувал в продължение на милиарди години през разширяващата се вселена, сигналът се е разтегнал с продължителност около една секунда, когато е открит от детектора за гама-лъчи на "Ферми".
Събитието се появява и в инструменти на борда на мисията на НАСА Wind, която обикаля около точка между Земята и Слънцето, намираща се на около 1,5 милиона километра, и мисията Mars Odyssey, която обикаля около Червената планета от 2001 г., спътникът INTEGRAL на Европейската космическа агенция също наблюдава взрива.
Тъй като взривът достига до всеки детектор в малко по-различно време, всяка двойка от тях може да се използва, за да помогне за стесняване на възможния участък и определяне къде в небето е възникнала експлозията. Около 17 часа след GRB местоположението е сведено до относително малък участък от небето в съзвездието Андромеда.
Изображение избледняващия послесвет (в центъра) на GRB 200826A. Кредит: ZTF и T. Ahumada et al., 2021
„Провеждането на това търсене е подобно на опит за намиране на игла в купа сено, но IPN (InterPlanetary Network - интерпланетарна мрежа) помага да се свие купата сено“, разказва Шрея Ананд (Shreya Anand) от Калифорнийския технологичен институт и съавтор на статията за послесвета. „От над 28 000 сигнала през първата вечер, само един отговаря на всички наши критерии за търсене и също се появява в небесния регион, определен от IPN.“.
Наблюдавайки слабата галактика, свързана с избухването, с помощта на Gran Telescopio Canarias, 10,4-метров телескоп в обсерваторията Roque de los Muchachos в Ла Палма на испанските Канарски острови, екипът показва, че на светлината му са били нужни 6,6 милиарда години, за да достигне до нас. Това е 48% от сегашната възраст на Вселената от 13,8 милиарда години.
Но за да докажат, че този кратък изблик идва от колапсираща звезда, изследователите също трябва да хванат нововъзникващата супернова.
Изследователите подозират, че този взрив е бил задвижван от струи, които едва са излезли от звездата, преди да се свият обратно, вместо по-типичния случай, когато дълготрайни джетове излизат от звездата и изминават огромни разстояния. Ако черната дупка е изстреляла по-слаби струи или ако звездата е била много по-голяма, когато е започнала да колапсира, може би изобщо не е имало GRB.
Откритието помага за разрешаването на дългогодишна загадка. Докато продължителните GRB трябва да са свързани със свръхнови, астрономите откриват много по-голям брой свръхнови, отколкото дълги GRB. Това несъответствие остава дори след като се отчете фактът, че джетовете GRB трябва да се насочат почти в полезрението ни, за да могат астрономите да ги открият изобщо.
Изследователите заключават, че колапсиращите звезди, произвеждащи кратки GRB, трябва да са незначителни случаи, чиито струи със светлинна скорост се движат на ръба на успеха и провала, заключение, съвпадащо с идеята, че повечето масивни звезди умират без изобщо да произведат джетове GRB. В по-широк смисъл този резултат ясно показва, че само продължителността на изблика не показва еднозначно произхода му.
Справка:
“A peculiarly short-duration gamma-ray burst from massive star core collapse” by B.-B. Zhang, Z.-K. Liu, Z.-K. Peng, Y. Li, H.-J. Lü, J. Yang, Y.-S. Yang, Y.-H. Yang, Y.-Z. Meng, J.-H. Zou, H.-Y. Ye, X.-G. Wang, J.-R. Mao, X.-H. Zhao, J.-M. Bai, A. J. Castro-Tirado, Y.-D. Hu, Z.-G. Dai, E.-W. Liang and B. Zhang, 26 July 2021, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-021-01395-z
“Discovery and confirmation of the shortest gamma-ray burst from a collapsar” by Tomás Ahumada, Leo P. Singer, Shreya Anand, Michael W. Coughlin, Mansi M. Kasliwal, Geoffrey Ryan, Igor Andreoni, S. Bradley Cenko, Christoffer Fremling, Harsh Kumar, Peter T. H. Pang, Eric Burns, Virginia Cunningham, Simone Dichiara, Tim Dietrich, Dmitry S. Svinkin, Mouza Almualla, Alberto J. Castro-Tirado, Kishalay De, Rachel Dunwoody, Pradip Gatkine, Erica Hammerstein, Shabnam Iyyani, Joseph Mangan, Dan Perley, Sonalika Purkayastha, Eric Bellm, Varun Bhalerao, Bryce Bolin, Mattia Bulla, Christopher Cannella, Poonam Chandra, Dmitry A. Duev, Dmitry Frederiks, Avishay Gal-Yam, Matthew Graham, Anna Y. Q. Ho, Kevin Hurley, Viraj Karambelkar, Erik C. Kool, S. R. Kulkarni, Ashish Mahabal, Frank Masci, Sheila McBreen, Shashi B. Pandey, Simeon Reusch, Anna Ridnaia, Philippe Rosnet, Benjamin Rusholme, Ana Sagués Carracedo, Roger Smith, Maayane Soumagnac, Robert Stein, Eleonora Troja, Anastasia Tsvetkova, Richard Walters and Azamat F. Valeev, 26 July 2021, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-021-01428-7
Източник: NASA’s Fermi Spots a Weird Pulse of High-Energy Radiation Racing Toward Earth
FRANCIS REDDY, NASA’S GODDARD SPACE FLIGHT CENTER
Още по темата
Космос
Експлоадиращата "Крава" е последвана, между другото, от "Коала" (видео)
Космос
Открити са най-високите енергийни гама излъчвания, измерени някога (видео)
Космос
Открита е "космическа змия" от сблъскващи се звездни ветрове (видео)
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари