Kunstniku illustratsioon neutronitähte tarbivast mustast august. Pildikrediit: Dana Berry / NASA. Pilt suuremalt.
Teadlased on lahendanud 35-aastase müsteeriumi lühikese gammakiirguse purunemiste võimsate, sekundiks jaotatud valgussähvatuste päritolu kohta. Need välgud, eredamad kui miljard päikest, kuid kestavad vaid mõni millisekundit, on olnud seni liiga kiired ...
Kui arvasite, et tegemist on musta auguga, on teil vähemalt pool õigus. Lühikesed gammakiirguse purunemised tekivad kokkupõrgetest musta augu ja neutronitähe või kahe neutronitähe vahel. Esimese stsenaariumi korral libiseb must auk alla neutronitähe ja kasvab suuremaks. Teise stsenaariumi korral loovad kaks neutrontähte musta augu.
Gammakiirguspursked, kõige võimsamad teadaolevad plahvatused, avastati esmakordselt 1960ndate lõpus. Need on juhuslikud, põgusad ja võivad esineda taeva mis tahes piirkonnas. Proovige leida kaamera välklambi asukoht kusagil suures spordistaadionil ja teil on tunne, kuidas gammakiirguspurske jahimehed silmitsi seisavad. Selle mõistatuse lahendamine võttis teadlaste vahel enneolematu koordineerimise, kasutades arvukalt maapealseid teleskoope ja NASA satelliite.
Kaks aastat tagasi avastasid teadlased, et väga massiivsete tähtede plahvatusest tulenevad pikemad purunemised, mis kestavad üle kahe sekundi. Ligikaudu 30 protsenti purunemistest on siiski lühikesed ja alla kahe sekundi.
Alates maist on avastatud neli lühikest gammakiirguse purunemist. Neist kahte on kajastatud looduse 6. oktoobri numbri neljas artiklis. Üks juulis puhkenud tõendusmaterjal annab kokkupõrke teooria toetuseks suitsetamispüstoli. Veel üks purunemine läheb sammu võrra kaugemale, pakkudes kiuslikke, esmakordselt tõendeid selle kohta, et must auk sööb neutronitähte - kõigepealt venitatakse neutronitäht poolkuu sisse, neelatakse see alla ja lamatakse seejärel purunenud tähe puru minutite ja tundidega, mis järgnes.
Need avastused võivad aidata ka gravitatsioonilainete otsest tuvastamist, mida kunagi varem nähtud pole. Sellised ühinemised tekitavad gravitatsioonilaineid või kosmose ajal laineid. Lühikesed gammakiirguse purunemised võiksid teadlastele öelda, millal ja kust on vaja lainetust otsida.
"Gammakiirguspurskeid on üldiselt väga raske uurida, kuid lühimaid on olnud peaaegu võimatu tuvastada," ütles dr Neil Gehrels NASA Goddardi kosmoselennukeskusest Greenbeltis, USA, NASA satelliidi Swift peauurija. ja ühe loodusraporti peaautor. “Kõik, mis on muutunud. Nüüd on meil olemas vahendid nende sündmuste uurimiseks. ”
Satelliit Swift tuvastas lühikese plahvatuse 9. mail ja NASA kõrge energiaga siirdeuurija (HETE) tuvastas uue 9. juulil. Need on kaks looduses pakutavat purunemist. Swift ja HETE edastasid purskekoordinaadid kiiresti ja autonoomselt teadlastele ja vaatluskeskustele mobiiltelefoni, piiksu ja e-posti teel.
9. mai sündmus tähistas teadlaste esimest korda lühikese gammakiirguse purunemise järeltulekut, mida tavaliselt võib näha ka pärast pikka purset. Selle avastuse teema oli 11. mai NASA pressiteade. Ajakirjas Nature avaldatud uued tulemused esindavad nende kahe purske järeltugevuse põhjalikke analüüse, mis kinnitavad lühikeste purunemiste päritolu.
"Meil oli jama, et lühikesed gammakiirguse purunemised tulid neutronitähest, mis kukkus sisse musta auku või muusse neutronitähte, kuid need uued avastused ei jäta kahtlust," ütles dr Derek Fox Penn State'ist, ühe loodusraporti juhtiv autor üksikasjalikult mitme lainepikkusega vaatlus.
Foxi meeskond avastas NASA Chandra röntgeniseirekeskuse 9. juuli plahvatuse järel röntgenkiirguse. Kopenhaageni ülikooli professori Jens Hjorthi juhitud meeskond tuvastas optilise järelvalguse Taani 1,5-meetrise teleskoobi abil Tšiilis La Silla observatooriumis. Foxi meeskond jätkas seejärel järeltulede uurimist NASA Hubble'i kosmoseteleskoobi abil; du Pont ja Swope teleskoobid Tšiilis Las Campanas, mida rahastab Carnegie Institution; Subaru teleskoop Mauna Keas, Hawaiil, mida haldab Jaapani Riiklik Astronoomiline Vaatluskeskus; ja väga suur massiiv, 27-st raadioteleskoobist koosnev osa, mis asub Socorro, N. M. lähedal ja mida haldab Riiklik Raadioastronoomia Observatoorium.
9. juuli purske mitme lainepikkuse vaatlus, mille nimi oli GRB 050709, andis kõik pusletükid lühikese purske mõistatuse lahendamiseks.
"Võimsad teleskoobid ei tuvastanud supernoovat, kuna gammakiirgus purunes, vaidlustades tohutu tähe plahvatuse," ütles dr George Ricker MIT-ist, HETE peauurija ja mõne teise Nature artikli kaasautor. "9. juuli puhkemine oli nagu koer, kes ei haukunud."
Ricker lisas, et 9. juuli puhkemine ja arvatavasti 9. mai purunemine asuvad nende peremeeste galaktikate äärealadel, kus eeldatavasti on ka vanad ühinevad kahendkoodid. Noortes, tähte moodustavates galaktikates ei ole oodata lühikest gammakiirguse purunemist. Kahe binaarses süsteemis ühendatud massiivse tähe tekkimiseks kulub miljardeid aastaid, et see areneks kõigepealt musta augu või neutronitähe faasiks ja seejärel sulanduks. Tähe üleminek musta augu või neutrontähe juurde hõlmab plahvatust (supernoova), mis võib binaarsüsteemi lüüa kaugele selle lähtekohast ja välja oma peremeesgalaktika serva poole.
See 9. juuli puhkemine ja hilisem 24. juuli puhkemine näitasid ainulaadseid signaale, mis osutavad mitte ainult vanale ühinemisele, vaid täpsemalt musta augu - neutrontähe ühinemisele. Teadlased nägid pärast esialgset gammakiirguse purunemist röntgenkiirguse naelu. Kiire gammakiirgus on tõenäoliselt signaal musta auku, mis neelab suurema osa neutronitähest. Järgnevate minutite või tundide jooksul võinud röntgenisignaalid võivad olla musta auku langevad neutrontähtede materjali puru, natuke nagu magustoit.
Ja neid on veel. Ühinemised loovad gravitatsioonilisi laineid, Einsteini ennustatud kosmose ajal tekkivaid laineid, mida kunagi otseselt ei tuvastata. 9. juuli purske oli umbes kahe miljardi valgusaasta kaugusel. Maale lähemal asuvat suurt ühinemist võiks tuvastada Riikliku Teadusfondi Laserinterferomeetri gravitatsioonilainete vaatluskeskus (LIGO). Kui Swift tuvastab läheduses asuva lühikese purske, võiksid LIGO teadlased tagasi minna ja kontrollida andmeid täpset aega ja asukohta silmas pidades.
"See on LIGO jaoks hea uudis," ütles dr Albert Lazzarini Caltechi LIGO laborist. „Lühikeste pankade ja ühinemiste vaheline seos tõstis LIGO jaoks prognoositud määrasid ja tundub, et need on varasemate hinnangute tipus. Vaatlused pakuvad ka ahvatlevaid vihjeid musta augu - neutrontähtede ühinemistele, mida pole varem tuvastatud. LIGO eelseisva aastase vaatluse ajal võime tuvastada sellise sündmuse gravitatsioonilisi laineid. "
Musta augu ja neutrontähtede ühinemine tekitaks tugevamad gravitatsioonilained kui kaks ühinevat neutronitähte. Nüüd on küsimus selles, kui levinud ja kui lähedased need ühinemised on. Selle vastuse saab Swift, mis käivitati 2004. aasta novembris.
Algne allikas: NASA pressiteade
