Röntgenový teleskop spoločnosti Swift zachytil tento obrázok GRB050509b zabudovaného do difúznej röntgenovej emisie spojenej s klastrom galaxií. Obrazový kredit: NASA. Klikni na zväčšenie.
Pred dvoma miliardami rokov a 25 dňami sa vo vzdialenej galaxii odohrala udalosť, ktorá bola predurčená v astronomickej komunite? výbuch gama lúčov trvajúci iba tridsatinu sekundy. Príhodne pomenované observatórium Swift „videlo“ gamy pomocou prístroja Burst Alert Telescope (BAT), zhruba vypracovalo, odkiaľ prišli, a obrátilo svoje röntgenové a UV ďalekohľady. Medzinárodná sieť GCN (GRB Coordinates Network) sa rozsvietila informáciami z observatórií z celého sveta (aj vonku) a informovala o tom, čo našli, keď sa tam pozreli. Údaje prišli z Namíbie, Kanárskych ostrovov, kontinentálnych Spojených štátov, Čile, Indie, Holandska a predovšetkým z Havaja. Popredné svetové optické ďalekohľady, VLT, Kecks, Gemini, Subaru, to všetko začalo fungovať; elektromagnetické spektrum bolo pokryté rádiom s extrémne vysokou energiou.
A to všetko za čo? Niekoľko desiatok gama lúčov plus asi tucet röntgenových lúčov? Astronómovia už viac ako desať rokov vedeli, že výbuchy gama žiarenia (GRB) sa vyskytujú v dvoch rôznych druhoch: „dlho-mäkké“? a „krátke-ťažké“. GRB050509b bol krátko tvrdý. Trvalo to asi 30 ms, jeho gama spektrum malo viac? Tvrdé? gammy ako? mäkké? a bolo to po prvýkrát, keď bol niekedy odhalený röntgenový dosvit.
Astronómovia roky „zúfalo hľadajú dosvit“. Sú to röntgenové, UV, optické, infračervené a rádiové vlny vysielané z miesta GRB po ukončení žiarenia gama. Pretože ich zdroje môžeme určiť presnejšie ako samotné GRB, nájdenie dosvitu je prvým krokom k zisteniu, o čo ide.
Pred GRB050509b sa astronómovia nakláňali k teórii, podľa ktorej sú dlho mäkké GRB supernovy kolapsov (kolapsov). Aj keď už boli publikované desiatky teoretických prác o tom, aké krátko tvrdé GRB môžu byť, údajom gama lúčov sa zdali byť iba tri scenáre? fúzia (alebo kolízia) neutrónovej hviezdy s inou (alebo čiernou dierou), obrovská erupcia z magnetaru („hviezdna zemetrasenie“ v intenzívne magnetickej neutrónovej hviezde) alebo nejaká variácia na tému kolapsaru.
Teraz bola publikovaná prvá publikácia, ktorá bude pravdepodobne obsahovať stovky dokumentov o GRB050509b. 28 autorov dospelo k záveru, že „v súčasnosti existuje pozorovacia podpora pre hypotézu, že pri fúzii kompaktného binárneho zdroja (dve neutrónové hviezdy alebo neutrónová hviezda a čierna diera) vznikajú krátke tvrdé vzplanutia.“
Kľúč k výskumníkom? Záver je „lokalizácia“ röntgenového dosvitu.
Röntgenový teleskop Swift detekoval röntgenové lúče pochádzajúce z rovnakej oblasti oblohy ako gamy; po nejakej húževnatosti spojiť zdanlivú polohu röntgenového žiarenia s astronómami? súradnicový systém (RA a Dec), tím Swift XRT zistil, že dosvit prišiel z kruhu asi 15 ″ (oblúkových sekúnd) naprieč, ktorého stred je asi 10 ″ od srdca eliptickej galaxie (ktorá má teraz nezabudnuteľný názov G1) ), sám člen bohatého zhluku galaxií kúpaných v röntgenových lúčoch. Ako vedeli, že to bol dosvit? Pretože to vybledlo; difúzne röntgenové žiarenie zo zhlukov to nerobí.
A napriek veľmi starostlivému pohľadu nebol zistený žiadny ďalší elektromagnetický dosvit.
Takže teraz muselo našich 28 astronómov zistiť, či sú predmestia G1 také, kde sa stalo hviezdne miesto, alebo niekde inde; čo je to „hostiteľ“, hovoríme astronómom.
Moderná astronómia intenzívne využíva štatistiku; aby sa ubezpečil, že nemajú motolicu, vedci normálne chcú veľa a veľa príkladov. V tomto prípade je jedinou štatistikou, ktorú autori papiera môžu urobiť, výpočet? Aká je pravdepodobnosť, že dôjde ku krátkemu tvrdému GRB (za predpokladu, že sa jedná o hviezdne udalosti)? eliptická galaxia, v bohatom zhluku, len náhodou? Mnoho rôznych? Ako pravdepodobné? boli položené otázky; odpovede sú vo všetkých prípadoch „nie veľmi pravdepodobné“. Nikto však nevylučuje smolu.
Naši vedci sa teraz mohli obrátiť na rôzne teoretické modely krátkych tvrdých GRB a dosvitov GRB, aby videli, ako dobre observačné údaje vyhovujú teoretickým očakávaniam, za predpokladu, že GRB odštartovala v G1.
Dobrá správa (č. 1) je, že údaje o dosvite sa dobre zhodujú: GRB s nízkou tvrdosťou uvoľňujú omnoho menej energie (gama) ako tie, ktoré sú „mäkké“ (takže dosvit z krátkodobo tvrdých GRB by mal byť slabší; energia gama je indikátorom energie použitej na napájanie dosvitu). Ešte lepšie je, že to, čo roztrhnuté zvyšky rozbijú na to, aby určilo, aký jasný bude dosvit, bude slabý dosvit GRB050509b presne to, čo by ste očakávali, keby sa to stalo v zriedkavom plyne medzihviezdneho média eliptického (čiastočné zhluky kolapsov sú čiastočne jasné) pretože sa vyskytujú v chaotických zvyškoch oblakov plynového prachu, z ktorých sa narodili len pred pár miliónmi rokov).
Druhou dobrou správou je, že v G1 nebolo možné nájsť stopy nedávnej tvorby hviezd, čo vylučuje kolaps ako predchodcu. Prečo? Pretože kolapsy sú veľmi mladé hviezdy, a preto sa nemohli pred smrťou vzdialiť od svojho miesta narodenia. Ďalej, niekoľko dní potom by boli viditeľné úlomky dokonca aj tej najsmrteľnejšej kolapsovej supernovy.
A čo obrovská erupcia z magnetaru? Pre GRB050509b to nemožno silne vylúčiť, ale magnetar v galaxii, ako je G1, nie je veľmi pravdepodobný a GRB050509b bol tisíckrát jasnejší než najsilnejší magnetický svetelný lúč, aký sme doteraz videli.
To zanecháva fúziu neutrónovej hviezdy binárnej (alebo binárnej NS-BH). Kde by sme našli taký binárny súbor, ktorý by bol pripravený na zlúčenie? Určite ich možno nájsť na predmestiach špirálových galaxií alebo v guľových zhlukoch, ale väčšinou sú tam obrovské eliptické galaxie ako G1.
Takže je to uzavreté? Nie úplne. „Iné progenitorové modely sú stále životaschopné a ďalšie rýchlo lokalizované výbuchy misie Swift nepochybne pomôžu ďalej objasniť progenitorový obraz.“
Môže byť GRB050509b hviezdou v oveľa vzdialenejšej galaxii? Možno jedna z tuctov fuzzy guľôčok (vzdialenejšie zoskupenie galaxií? Takéto usporiadania náhod sú veľmi časté) v röntgenovom dosvitu alebo blízko neho? Možno sa o tom bude diskutovať v budúcich dokumentoch o GRB050509b.
Pôvodný zdroj: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
