Gammakiirguse purunemised (GRB) on üks energilisemaid nähtusi universumis ja ühtlasi ka kõige vähem uuritud. Need energia plahvatused tekivad siis, kui massiivne täht läheb supernoovasse ja kiirgab gammakiirte kaksikiiri, mida võib näha miljardite valgusaastate kaugusel. Kuna need on tihedalt seotud mustade aukude moodustumisega, on teadlased innukalt uurinud seda haruldast juhtumit üksikasjalikumalt.
Kahjuks on selleks vähe võimalusi, kuna GRB-d on väga lühiajalised (kestavad vaid sekundeid) ja enamik on toimunud kaugetes galaktikates. Kuid tänu teleskoopide komplekti kasutamisele suutsid astronoomid GRB-d (tähisega GRB 190114C) märgata juba 2019. aasta jaanuaris. Mõni selle GRB kiirgus oli suurim energia, mida eales nähtud, muutes selle ajaloo verstapostiks. astronoomiast.
Neid leide kirjeldav uuring (pealkirjaga „Pika gammakiirguspurske tagajärjel tekkivate Comptoni pöördheidete vaatlus“) ilmus hiljuti ajakirjas Loodus ja see peaks ilmuma ajakirja Astronoomia ja astrofüüsika. Uuringut juhtis Antonio de Ugarte Postigo Andaluusia Instituudist ning uuringus osalesid MAGIC-i koostööpartnerid, NASA ja uurimisinstituudid kogu maailmas.
Lühidalt öeldes on GRB-d tegelikult üsna tavalised, esinevad vaadeldavas universumis umbes kord päevas. Kuid nende lühikese ja põgusa olemuse tõttu on instrumente olnud raske allika peal treenida enne nende kadumist. Kuid paljude gammakiire tuvastamiseks optimeeritud teleskoopide abil jälgiti GRB 190114 just õigel ajal.
Nende hulka kuulusid NASA Neil Gehrelsi Swifti observatoorium, Fermi Gamma-Ray kosmoseteleskoop, aga ka maapealsed kaks peamist atmosfääri gammapildistamise Cherenkovi (MAGIC) teleskoopi - mis asuvad La Palma Kanaari saarel ja mida haldab Max Planck. Füüsika Instituut (MPP).
Kui need teleskoobid vaatasid GRB 190114C, täheldasid nad, et osa vabanenud energiast mõõdeti 1Tera elektronvolti (TeV) vahemikus - umbes triljon korda rohkem energiat ühe footoni kohta, mida täheldati nähtava valgusega. Varasemate tähelepanekute põhjal hindasid astronoomid, et selle energiataseme saavutamiseks pidi varisevast tähest eralduv materjal liikuma valguse kiirusega 99,999%.
Teisisõnu, sureva tähe materjal peaks olema kiirendatud selle piirini, mida füüsiline aine suudab taluda, et tekitada sellist energilist lõhkemist. Seejärel surutakse see materjal läbi tähte ümbritsevate gaasiliste pilvede (puhutud väliste kihtide jäänused) kaudu, põhjustades löögi, mis tekitab ise gammakiirguse purunemise.
Teadlased on pikka aega püüdnud jälgida GRB-de äärmiselt energilisi heitmeid ja see konkreetne purunemine andis esmakordse võimaluse. Nagu dr de Ugarte Postigo ESA / Hubble'i pressiteates selgitas:
„Teadlased on juba pikka aega püüdnud jälgida gammakiirguspurskest väga kõrge energia eraldumist. See uus tähelepanek on oluline samm edasi arusaamisel gammakiirguse purunemistest, nende lähiümbrusest ja sellest, kuidas mateeria käitub, kui see liigub valguse kiirusel 99,999%. "
Tulevikku vaadates jälgivad mitmed kosmosepõhised vaatluskeskused supernoovat, mis tootis GRB 190114C, et saada rohkem teada oma keskkonna ja selle äärmusliku plahvatuse tekke kohta. Eelkõige pakuti Euroopa astronoomidele NASA / ESA Hubble'i kosmoseteleskoobiga vaatlusaega lähtekeskkonna uurimiseks.
Neid jõupingutusi abistasid astronoomid, kasutades ESO väga suurt teleskoopi (VLT) ja Tšiilis asuvat Atacama suure millimeetri / submilimeetri massiivi (ALMA). Kombineerides oma tähelepanekuid Hubble'i saadud andmetega, suutsid astronoomid detailsemalt jälgida selle GRB (mis asub Maast 5 miljardit umbes valgusaasta kaugusel Maa) galaktikat.
Nagu selgitas Andrew Levan Madalmaade Radboudi ülikooli astrofüüsika ja osakeste füüsika osakonna matemaatika instituudist:
„Hubble'i tähelepanekud viitavad sellele, et see konkreetne plahvatus istus väga tihedas keskkonnas, ereda galaktika keskel, 5 miljardi valgusaasta kaugusel. See on tõesti ebaharilik ja võib oletada, miks see just selle erakordselt võimsa valguse tekitas. ”
See verstapost näitab astronoomiliste instrumentide suurenevat võimekust ja rahvusvahelise koostöö kasvavat tähtsust. See on kooskõlas ka astronoomia praeguse ajastuga, kus revolutsioonilised avastused muutuvad üha tavalisemaks. Iga mööduva aasta jooksul uuritakse korrapäraselt nähtusi, mis olid kunagi halvasti arusaadavad või piiratud.
