Rozlúštenie tajomstva gama lúčov (GRB) je príbeh plný medzinárodných intríg, fantastických tvrdení, vážnych spätných sledovaní a postupných zlepšení v našom chápaní skutočnej povahy a dôsledkov najenergetickejších, ničivých síl vo vesmíre. Nové výsledky tímu vedcov, ktorí študujú takzvané „temné výbuchy gama žiarenia“, pevne zaskočili nový kúsok do puzzle GRB. Tento výskum je prezentovaný v článku, ktorý sa objaví v časopise Astronomy & Astrophysics 16. decembra 2010.
Objav GRB bol neočakávaným výsledkom amerického vesmírneho programu a vojenských záznamov o Rusoch s cieľom overiť dodržiavanie zmluvy o zákaze jadrových skúšok v studenej vojne. Aby sa ubezpečilo, že Rusi nevypálili jadrové zbrane na druhej strane Mesiaca, boli kozmické lode Vela v 60. rokoch vybavené gama lúčmi. Mesiac by mohol zatieniť zrejmý podpis röntgenových lúčov z ďalekej strany, ale gama lúče prenikli priamo cez Mesiac a boli zistiteľné satelitmi Vela.
V roku 1965 sa ukázalo, že udalosti, ktoré spustili detektory, ale zjavne neboli podpismi jadrových detonácií, boli starostlivo a tajne odložené na ďalšie štúdium. V roku 1972 mohli astronómovia odvodiť smery udalostí s dostatočnou presnosťou, aby vylúčili Slnko a Zem ako zdroje. Dospeli k záveru, že tieto gama-ray udalosti boli „kozmického pôvodu“. V roku 1973 bol tento objav oznámený v Astrofyzikálnom časopise.
Toto vytvorilo dosť rozruch v astronomickej komunite a v literatúre sa začali objavovať desiatky článkov o GRB a ich príčinách. Najprv predpokladali pôvod týchto udalostí pôvod v našej vlastnej galaxii. Pokrok bol bolestne pomalý až do roku 1991, kedy bolo spustené observatórium Compton Gamma Ray Observatory. Tento satelit poskytol kľúčové údaje, ktoré naznačujú, že distribúcia GRB nie je ovplyvnená žiadnym konkrétnym smerom v priestore, napríklad smerom k galaktickej rovine alebo stredu galaxie Mliečnej dráhy. GRB pochádzali odkiaľkoľvek všade okolo nás. Sú „kozmického“ pôvodu. Bol to veľký krok správnym smerom, ale vznikli ďalšie otázky.
Po celé desaťročia astronómovia hľadali náprotivok, akýkoľvek astronomický objekt sa zhodoval s nedávno pozorovaným výbuchom. Avšak nedostatok presnosti v umiestnení GRB nástrojmi dňa frustroval pokusy potlačiť zdroje týchto kozmických výbuchov. V roku 1997 BeppoSAX detegoval GRB v röntgenových lúčoch krátko po udalosti a optická žiara bola detekovaná o 20 hodín neskôr ďalekohľadom William Herschel. Hlboké zobrazovanie bolo schopné identifikovať slabú vzdialenú galaxiu ako hostiteľa GRB. V priebehu jedného roka sa argument o vzdialenostiach od GRB skončil. GRB sa vyskytujú v extrémne vzdialených galaxiách. Ich spojenie so supernovami a smrťou veľmi masívnych hviezd tiež viedlo k povahe systémov, ktoré produkujú GRB.
Nebolo to príliš dlho pred pretekmi na identifikáciu optických dosvitu zahriatych GRB a nové satelity pomohli určiť ich polohu po žiarach a ich hostiteľských galaxiách. Satelit Swift, ktorý bol uvedený na trh v roku 2004, je vybavený veľmi citlivým detektorom gama žiarenia, ako aj röntgenovými a optickými ďalekohľadmi, ktoré je možné rýchlo zabrzdiť, aby automaticky sledovali emisie dosvitu po výbuchu, ako aj odosielajú oznámenia sieti ďalekohľady na zemi na rýchle sledovanie.
Dnes astronómovia rozpoznávajú dve klasifikácie GRB, udalosti s dlhým trvaním a udalosti s krátkym trvaním. Krátke impulzy gama žiarenia sú pravdepodobne dôsledkom zlúčenia neutrónových hviezd a nesúvisia so supernovými. Dlhodobé gama žiarenia (GRB) sú kritické pri porozumení fyziky výbuchov GRB, vplyvu GRB na ich okolie, ako aj dôsledkov GRB na formáciu skorých hviezd a históriu a osud vesmíru.
Zatiaľ čo röntgenové dosvitové žiarenie sa zvyčajne zisťuje pre každú GRB, niektorí stále odmietajú vzdať sa svojho optického dosvitu. Pôvodne boli tie GRB s röntgenovým žiarením, ale bez optických dosvitov, razené ako „tmavé GRB“. Vymedzenie pojmu „temné zhluky gama žiarenia“ sa upresnilo pridaním limitu času a jasu a vypočítaním celkového výkonu energie GRB.
Tento nedostatok optického podpisu by mohol mať niekoľko pôvodov. Dosvit by mohol mať vnútorne nízku svietivosť. Inými slovami, môžu existovať iba jasné a slabé GRB. Alebo optická energia mohla byť silne absorbovaná intervenujúcim materiálom, buď lokálne okolo GRB alebo pozdĺž priamej viditeľnosti cez hostiteľskú galaxiu. Ďalšou možnosťou je, že svetlo by mohlo byť tak vysoko červené, že zakrytie a absorpcia intergalaktickým médiom by znemožnili detekciu v R pásme často používanom na tieto detekcie.
V novej štúdii astronómovia kombinovali údaje Swift s novými pozorovaniami uskutočňovanými pomocou GROND, špecializovaného monitorovacieho prístroja GRB pripojeného k 2,2-metrovému ďalekohľadu MPG / ESO v La Silla v Čile. GROND je výnimočný nástroj na štúdium dosvitu GRB. Môže pozorovať výbuch v priebehu niekoľkých minút od varovania od spoločnosti Swift a má schopnosť pozorovať súčasne sedem filtrov, pokrývajúcich viditeľné a blízko infračervené časti spektra.
Kombináciou údajov GROND odobratých cez týchto sedem filtrov s pozorovaním Swift mohli astronómovia presne určiť množstvo svetla vyžarovaného dosvitom pri značne odlišných vlnových dĺžkach, od rentgenových lúčov s vysokou energiou po takmer infračervené žiarenie. Tieto údaje potom použili na priame meranie množstva zakrývajúceho prachu medzi GRB a pozorovateľmi na Zemi. Tím našťastie zistil, že temné GRB nevyžadujú exotické vysvetlenia.
Zistili, že značná časť výbuchov je zatemnená prachom na asi 60 - 80 percent svojej pôvodnej intenzity. Tento efekt je prehnaný pre veľmi vzdialené záblesky, takže pozorovateľ vidí iba 30 - 50 percent svetla. Dokázali to tak, títo astronómovia presvedčivo vyriešili záhadu chýbajúcich optických dosvitu. Temné výbuchy gama žiarenia sú jednoducho také, ktoré mali viditeľné svetlo úplne odstránené predtým, ako sa k nám dostali.
