Životná sekvencia hviezd, ktorá končí čiernou dierou. Autor fotografie: Nicolle Rager Fuller / NSF Kliknite pre zväčšenie
Len pár stoviek miliónov rokov po Veľkom tresku vyčerpala obrovská hviezda palivo, zhroutila sa ako čierna diera a vybuchla ako výbuch gama lúčov. Žiarenie z tejto katastrofickej udalosti sa dostalo až na Zem a astronómovia ju používajú na to, aby sa mohli vrátiť do najskorších okamihov vesmíru. Výbuch, pomenovaný GRB 050904, bol pozorovaný satelitom Swift od NASA 4. septembra 2005. Jednou z neobvyklých vecí na tomto výbuchu je, že to trvalo 500 sekúnd - väčšina z nich skončila za zlomok času.
Pochádza z okraja viditeľného vesmíru, najvzdialenejšej explózie, aká bola kedy odhalená.
V tomto týždennom vydaní časopisu Nature vedci z Penn State University a ich kolegovia z USA a Európy diskutujú o tom, ako táto explózia, ktorá bola odhalená 4. septembra 2005, bola výsledkom obrovskej hviezdy, ktorá sa zhroutila do čiernej diery.
Výbuch, nazývaný výbuch gama lúčov, pochádza z éry krátko po prvom vytvorení hviezd a galaxií, približne 500 miliónov až 1 miliarda rokov po Veľkom tresku. Vesmír má teraz 13,7 miliárd rokov, takže septembrový výbuch slúži ako sonda na štúdium podmienok skorého vesmíru.
"Bola to obrovská hviezda, ktorá žila rýchlo a zomrela mladá," uviedol David Burrows, vedecký pracovník a profesor astronómie a astrofyziky v štáte Penn State, spoluautor jednej z troch správ o tomto výbuchu uverejnených tento týždeň v Nature. "Táto hviezda bola pravdepodobne celkom odlišná od toho, aký vidíme dnes, typu, ktorý mohol existovať iba v ranom vesmíre."
Zhluk s názvom GRB 050904 po dátume, keď bol objavený, bol zistený satelitom Swift, ktorý prevádzkuje štát Penn State. Swift poskytol súradnice zhluku tak, aby iné satelity a pozemné teleskopy mohli sledovať zhluk. Zhluky zvyčajne trvajú iba 10 sekúnd, ale dosvit bude trvať niekoľko dní.
GRB 050904 pochádza zo Zeme 13 miliárd svetelných rokov, čo znamená, že k tomu došlo pred 13 miliardami rokov, pretože trvalo tak dlho, kým sa k nám svetlo dostalo. Vedci zistili len niekoľko objektov vzdialených viac ako 12 miliárd svetelných rokov, takže výbuch je nesmierne dôležitý pri porozumení vesmíru mimo dosahu najväčších ďalekohľadov.
"Pretože výbuch bol jasnejší ako miliarda slnečných lúčov, mnoho ďalekohľadov by ho mohlo študovať aj z takej veľkej vzdialenosti," uviedol Burrows, ktorého analýza sa zameriava hlavne na údaje Swift z jeho troch ďalekohľadov, pokrývajúcich celý rad gama lúčov, röntgenových lúčov. a ultrafialové / optické vlnové dĺžky. Burrows je vedecký vedec röntgenového ďalekohľadu Swift.
Tím Swift našiel v GRB 050904 niekoľko jedinečných funkcií. Zhluk bol dlhotrvajúci asi 500 sekúnd a chvost konca zhluku vykazoval viacnásobné svetlice. Tieto vlastnosti naznačujú, že novovytvorená čierna diera sa netvorila okamžite, ako si niektorí vedci mysleli, ale skôr to bola dlhšia chaotická udalosť.
Bližšie výbuchy gama žiarenia nemajú toľko vzplanutia, čo naznačuje, že najskoršie čierne diery sa mohli v modernej ére vytvoriť inak, ako uviedli Burrows. Rozdiel by mohol spočívať v tom, že prvé hviezdy boli mohutnejšie ako moderné hviezdy. Alebo by to mohlo byť výsledkom prostredia raného vesmíru, keď prvé hviezdy začali premieňať vodík a hélium (vytvorené vo Veľkom tresku) na ťažšie prvky.
GRB 050904 v skutočnosti ukazuje náznaky novo razených ťažších prvkov podľa údajov z pozemných ďalekohľadov. Tento objav je predmetom druhého článku o prírode od japonskej skupiny vedenej Nobuyuki Kawai v Tokijskom technologickom inštitúte.
GRB 050904 tiež vykazoval dilatáciu času, čo je dôsledok obrovského rozšírenia vesmíru v priebehu 13 miliárd rokov, ktoré trvalo svetlo, aby sme sa dostali k nám na Zemi. Výsledkom tejto dilatácie je, že svetlo sa javí oveľa červenšie, než keď bolo emitované v dávke, a tiež mení naše vnímanie času v porovnaní s vnútornými hodinami výbuchu.
Tieto faktory pracovali v prospech vedcov. Tím Penn State premenil Swiftove nástroje na roztrhnutie asi 2 minúty po začiatku udalosti. Zhluk sa však vyvíjal, akoby bol v spomalenom pohybe a do prasknutia bol iba asi 23 sekúnd. Vedci tak mohli vidieť výbuch vo veľmi ranom štádiu.
Vo väčšej vzdialenosti bol objavený iba jeden ďalší objekt - kvasar. Zatiaľ čo kvazary sú supermasívne čierne diery obsahujúce hmotu miliárd hviezd, tento výbuch pochádza z jednej hviezdy. Detekcia GRB 050904 potvrdzuje, že masívne hviezdy sa miešali s najstaršími kvasármi. Potvrdzuje to tiež, že ešte viac explózií vzdialených hviezd - možno podľa prvých teoretikov - možno študovať kombináciou pozorovaní s Swift a ďalšími ďalekohľadmi svetovej úrovne.
"Navrhli sme Swift, aby hľadal slabé výbuchy prichádzajúce z okraja vesmíru," povedal Neil Gehrels z NASA Goddard Space Flight Center v Greenbelte v Marylande, hlavný vyšetrovateľ Swift. "Teraz máme jeden a je to fascinujúce." Prvýkrát sa môžeme dozvedieť o jednotlivých hviezdach už od začiatku. Určite je ich omnoho viac. “
Swift bol uvedený na trh v novembri 2004 a bol plne funkčný do januára 2005. Swift nesie tri hlavné nástroje: Burst Alert Telescope, X-ray Telescope a Ultraviolet / Optical Telescope. Detektor gama žiarenia Swift, Telescope Burst Alert Telescope, poskytuje rýchle počiatočné umiestnenie. Bol postavený predovšetkým NASA Goddard Space Flight Center v Greenbelt a Los Alamos National Laboratory a bol postavený v GSFC. Röntgenový ďalekohľad Swift a UV / optický ďalekohľad boli vyvinuté a vybudované medzinárodnými tímami pod vedením štátu Penn State a výrazne čerpali zo skúseností každej inštitúcie s predchádzajúcimi vesmírnymi misiami. X-ray Telescope bol výsledkom spolupráce Penn State s University of Leicester v Anglicku a Brera Astronomical Observatory v Taliansku. Ultrafialový / optický ďalekohľad bol výsledkom spolupráce Penn State s Mullard Space Science Laboratory na University College v Londýne. Tieto tri ďalekohľady umožňujú spoločnosti Swift vykonávať takmer okamžité následné pozorovania väčšiny zábleskov gama lúčov, pretože Swift sa môže otáčať tak rýchlo, aby ukazoval na zdroj signálu gama lúčov.
Pôvodný zdroj: PSU News Release
