Podľa astronóma Andrewa Levana existuje v štúdiu gama lúčov staré príslovie: „Keď ste videli jeden lúč gama lúčov, videli ste ... len jeden lúč gama lúčov. oni nie sú to všetko, “povedal počas tlačového brífingu 16. apríla, ktorý diskutoval o objavení veľmi odlišného druhu GRB - typu, ktorý prichádza s novou dlhotrvajúcou chuťou.
Tri z týchto neobvyklých dlhotrvajúcich hviezdnych výbuchov boli nedávno objavené pomocou satelitu Swift a ďalších medzinárodných ďalekohľadov a jeden z nich, nazvaný GRB 111209A, je najdlhší pozorovaný GRB, ktorý trval najmenej 25 000 sekúnd alebo približne 7 hodín.
„Zaznamenali sme najdlhší výbuch gama lúčov v modernej histórii a myslíme si, že táto udalosť je spôsobená smrťou modrého supergianta,“ povedal Bruce Gendre, výskumný pracovník, ktorý je teraz pridružený k Francúzskemu národnému stredisku pre vedecký výskum, ktorý túto štúdiu viedol na Centrum vedeckých údajov Talianskej vesmírnej agentúry vo Frascati v Taliansku. "Spôsobil najsilnejšiu hviezdnu explóziu v nedávnej histórii a pravdepodobne od vzniku Veľkého tresku."
Astronómovia tvrdia, že tieto tri GRB predstavujú predtým nerozpoznanú triedu týchto hviezdnych výbuchov, ktoré vznikajú z katastrofických úmrtí supergiantných hviezd stokrát väčších ako naše Slnko. GRB sú najzářivejšie a najzáhadnejšie explózie vo vesmíre. Výbuchy emitujú rázy gama lúčov - najsilnejšej formy svetla - ako aj röntgenových lúčov a vytvárajú dosvity, ktoré je možné pozorovať pri optických a rádiových energiách.
Swift, Fermiho ďalekohľad a ďalšia kozmická loď každý deň zisťujú v priemere asi jednu GRB. Pokiaľ ide o dôvod, prečo sa tento typ GRB predtým nezistil, Levan vysvetlil, že sa zdá, že tento nový typ je ťažké nájsť, pretože vydrží.
"Gama lúčové ďalekohľady zvyčajne zisťujú rýchly nárast a hľadáte výbuch - koľko gama lúčov pochádza z oblohy," povedal Levan časopisu Space Magazine. „Tieto nové GRB však dodávali energiu na dlhý čas, na 10 000 sekúnd namiesto obvyklých 100 sekúnd. Pretože je rozptýlená, je ťažšie ju spoznať, a až od spustenia funkcie Swift máme schopnosť vytvárať obrázky GBS po oblohe. Ak chcete zistiť tento nový druh, musíte sčítať všetko svetlo po dlhú dobu. “
Levan je astronómom na University of Warwick v anglickom Coventry.
Dodal, že tieto dlhotrvajúce GRB boli pravdepodobne častejšie v minulosti vesmíru.
Astronómovia tradične rozpoznali dva typy GRB: krátke a dlhé, založené na trvaní signálu gama žiarenia. Krátke impulzy trvajú dve sekundy alebo menej a predpokladá sa, že predstavujú zlúčenie kompaktných objektov v binárnom systéme, pričom najpravdepodobnejšími podozrivými sú neutrónové hviezdy a čierne diery. Dlhé GRB môžu trvať kdekoľvek od niekoľkých sekúnd do niekoľkých minút, s typickými dobami trvania medzi 20 a 50 sekundami. Predpokladá sa, že tieto udalosti sú mnohokrát spojené s kolapsom hviezdy a výsledným zrodením novej čiernej diery.
"Je to veľmi náhodný proces a každý GRB vyzerá veľmi odlišne," uviedol Levan počas briefingu. „Všetci majú rôzne trvanie a množstvo energie. Bude potrebovať oveľa väčšiu vzorku, aby sme zistili, či tento nový typ má zložitejšie ako bežné výbuchy gama lúčov. “
Všetky GRB vedú k silným prúdom, ktoré poháňajú hmotu takmer rýchlosťou svetla v opačných smeroch. Pri interakcii s hmotou v hviezde a okolo nej trysky vytvárajú bodku vysokoenergetického svetla.
Gendre a jeho kolegovia vypracovali podrobnú štúdiu o GRB 111209A, ktorá vypukla 9. decembra 2011, pričom sa použili údaje z gama žiarenia z prístroja Konus na kozmickej kozmickej lodi NASA, röntgenové pozorovania spoločnosti Swift a satelit XMM-Newton Európskej vesmírnej agentúry. a optické údaje z robotického observatória TAROT v La Silla v Čile. 7-hodinové zhluky sú zďaleka najdlhšie zaznamenané GRB, aké boli kedy zaznamenané.
Ďalšia udalosť, GRB 101225A, explodovala 25. decembra 2010 a produkovala vysoko energetické emisie najmenej dve hodiny. Následne prezývka „Vianočný výbuch“ nebola známa, čo viedlo k tomu, že dva tímy dospeli k radikálne odlišným fyzickým interpretáciám. Jedna skupina dospela k záveru, že výbuch bol spôsobený asteroidom alebo kométou dopadajúcou na neutrónovú hviezdu v našej vlastnej galaxii. Ďalší tím určil, že výbuch bol výsledkom zlúčenia v exotickom binárnom systéme vzdialenom asi 3,5 miliardy svetelných rokov.
"Teraz vieme, že vianočné výbuchy sa odohrali oveľa ďalej, viac ako v polovici pozorovateľného vesmíru, a preto boli oveľa silnejšie, ako si títo vedci predstavovali," uviedol Levan.
Použitím severného teleskopu Gemini na Havaji získal Levan a jeho tím spektrum slabej galaxie, ktorá hostila vianočné výbuchy. To vedcom umožnilo identifikovať emisné vedenia kyslíka a vodíka a určiť, do akej miery boli tieto vedenia premiestnené do nižších energií v porovnaní s ich výskytom v laboratóriu. Tento rozdiel, ktorý je známy astronómom ako červený posun, rozdeľuje výbuch asi o 7 miliárd svetelných rokov.
Levanov tím tiež preskúmal 111209A a novšie burst 121027A, ktorý explodoval 27. októbra 2012. Všetky ukazujú podobné röntgenové, ultrafialové a optické vyžarovanie a všetky vznikli z centrálnych oblastí kompaktných galaxií, ktoré aktívne tvorili hviezdy. Astronómovia došli k záveru, že všetky tri GRB tvoria nový druh GRB, ktorý nazývajú „ultra dlhé“ výbuchy.
„Mimoriadne dlhé GRB vznikajú z veľmi veľkých hviezd,“ povedal Levan, „možno taký veľký ako obežná dráha Jupitera. Pretože materiál padajúci na čiernu dieru od okraja hviezdy sa musí ďalej padať, trvá dlhšie, kým sa tam dostane. Pretože to trvá dlhšie, aby sa tam dostalo, poháňa prúd na dlhší čas a dáva mu čas, aby sa dostal z hviezdy. “
Levan povedal, že opisu sa najlepšie hodia hviezdy Wolf-Rayeta. "Narodia sa s viac ako 25-krát vyššou hmotnosťou Slnka, ale horia tak horúco, že odvádzajú svoju najhlbšiu vonkajšiu vrstvu vodíka ako odtok, ktorý nazývame hviezdny vietor," uviedol. Odstránenie atmosféry hviezdy ponecháva objekt dostatočne masívny na vytvorenie čiernej diery, ale dosť malý na to, aby prúdové častice mohli vŕtať celú cestu v časoch typických pre dlhé GRB
John Graham a Andrew Fruchter, obaja astronómovia z inštitútu Space Telescope Science Institute v Baltimore, poskytli podrobnosti, že tieto modré supergianty obsahujú relatívne malé množstvo prvkov ťažších ako hélium, ktoré astronómovia nazývajú kovmi. To sa hodí ako zjavné kúsok skladačky, že sa zdá, že tieto ultra dlhé GRB majú silnú vnútornú preferenciu pre prostredia s nízkou metalicitou, ktoré obsahujú iba stopové množstvo prvkov iných ako vodík a hélium.
"GRB s vysokou metalicitou existujú, ale sú zriedkavé," uviedol Graham. „Vyskytujú sa približne v 1/25 rýchlosti (na jednotku tvorby hviezd) udalostí s nízkou metalicitou. Toto je dobrá správa pre nás tu na Zemi, pretože pravdepodobnosť, že sa tento typ GRB rozbehne v našej vlastnej galaxii, je oveľa menšia, ako sa doteraz myslelo. “
Astronómovia diskutovali o svojich zisteniach v utorok na sympóziu Huntsville Gamma-ray Burst Symposium v roku 2013 v štáte Nashville v štáte Tenn., Ktoré sponzorovalo čiastočne University of Alabama v Huntsville a misie NASA Swift a Fermi Gamma-ray Space Telescope. Gendreho zistenia sa objavujú vo vydaní Astrophysical Journal z 20. marca.
Papier: “Ultra-dlhá gama-lúčová burza 111209A: Kolaps modrého supergianta?” B. Genre a kol.
Papier: „Kovová averzia LGRB.“ J. F. Graham a A. S. Fruchter.
Zdroje: Telekonferencia, NASA, Univerzita vo Warwicku, CNRS
