Tähtede elujada, lõpetades musta augu moodustumisega. Pildikrediit: Nicolle Rager Fuller / NSF Pilt suuremalt
Vaid paarsada miljonit aastat pärast Suurt Pauku oli massiivne täht oma kütuse ammendanud, varises musta auku ja plahvatas gammakiirguse purunemisel. Selle katastroofilise sündmuse kiirgus jõudis Maale alles nüüd ja astronoomid kasutavad seda Universumi varasemate hetkede tagasiastumiseks. Plahvatust, mille nimi oli GRB 050904, jälgis NASA satelliit Swift 4. septembril 2005. Üks selle purske ebaharilik asi on see, et see kestis 500 sekundit - enamik neist on murdosa sellest ajast möödas.
See tuli nähtava universumi servast, kaugeim plahvatus, mis eales avastatud.
Selle nädala ajakirja Nature väljaandes arutavad Penni osariigi ülikooli teadlased ning nende USA ja Euroopa kolleegid, kuidas see 4. septembril 2005 avastatud plahvatus oli massiivse tähe kukkumise tagajärjel musta auku.
Plahvatus, mida nimetatakse gammakiirguse purunemiseks, pärineb ajastust varsti pärast tähtede ja galaktikate moodustumist, umbes 500 miljonit kuni 1 miljard aastat pärast Suurt Pauku. Universum on nüüd 13,7 miljardit aastat vana, nii et septembripurk on sond varajase universumi tingimuste uurimiseks.
"See oli tohutult suur täht, kes elas kiiresti ja suri noorena," ütles Penn State'i vanemteadur ning astronoomia ja astrofüüsika professor David Burrows, kaasautor ühes kolmest sel nädalal ajakirjas Nature avaldatud plahvatuse teemal. "See täht oli ilmselt üsna erinev sellest, mida me täna näeme, tüüp, mis võis eksisteerida ainult varases universumis."
Plahvatuse, mille nimeks oli GRB 050904 pärast seda, kui see oli märgatud, tuvastas NASA satelliit Swift, mida haldab Penn State. Swift esitas purskekoordinaadid, et teised satelliidid ja maapealsed teleskoobid saaksid purunemist jälgida. Pursked kestavad tavaliselt vaid 10 sekundit, kuid järeltuled püsivad paar päeva.
GRB 050904 pärines Maalt 13 miljardi valgusaasta kaugusel, mis tähendab, et see toimus 13 miljardit aastat tagasi, sest valguse jõudmine meieni jõudis nii kaua. Teadlased on tuvastanud vaid mõned objektid, mis asuvad rohkem kui 12 miljardi valgusaasta kaugusel, seega on purunemine äärmiselt oluline, et mõista universumit väljaspool suurimate teleskoopide haardeulatust.
"Kuna purske oli eredam kui miljard päikest, võisid paljud teleskoobid seda isegi nii suure vahemaa tagant uurida," ütles Burrows, kelle analüüs keskendub peamiselt selle kolme teleskoobi Swifti andmetele, hõlmates gamma- ja röntgenkiirte vahemikku ja ultraviolett- / optiliste lainepikkuste vahel. Burrows on Swifti röntgenteleskoobi juhtiv teadlane.
Swifti meeskond leidis GRB 050904-st mitmeid unikaalseid jooni. Plahvatus oli pikk - kestis umbes 500 sekundit - ja plahvatuse tagumises otsas ilmnes mitu raketti. Need omadused näitavad, et vastloodud must auk ei tekkinud kohe, nagu mõned teadlased on arvanud, vaid see oli pikem kaootiline sündmus.
Lähemal gammakiirguslöögil pole nii palju leeki, mis viitab sellele, et varaseimad mustad augud on moodustunud teisiti kui tänapäeval, lausus Burrows. Erinevus võis olla seetõttu, et esimesed tähed olid massiivsemad kui tänapäevased tähed. Või võib see olla varajase universumi keskkonna tagajärg, kui esimesed tähed hakkasid vesinikku ja heeliumi (loodud Suure Paugu sees) muutma raskemateks elementideks.
GRB 050904 näitab tegelikult maapealsete teleskoopide andmetel vihjeid värskelt vermitud raskematele elementidele. Selle avastuse kohta on Tokyo tehnikainstituudis Nobuyuki Kawai juhitud Jaapani grupi teine Nature artikkel.
GRB 050904 näitas ka aja laienemist, mis tulenes universumi ulatuslikust laienemisest 13 miljardi aasta jooksul, mille jooksul Maale jõudmiseks kulus valgust. Selle laienemise tulemusel paistab valgus palju punasem kui siis, kui see purske ajal eraldus, ja see muudab ka meie ettekujutust ajast võrreldes purske sisemise kellaga.
Need tegurid töötasid teadlaste kasuks. Penn State'i meeskond pööras Swifti instrumendid plahvatusele umbes 2 minutit pärast sündmuse algust. Plahvatus arenes siiski justkui aeglases liikumises ja oli purunemisest alles umbes 23 sekundit. Nii et teadlased võisid purunemist näha väga varajases staadiumis.
Ainult üks teine objekt - kvaasar - on avastatud kaugemal. Kui kvaasarid on ülimaitsvad mustad augud, mis sisaldavad miljardeid tähti, siis see purunemine pärineb ühest tähest. GRB 050904 tuvastamine kinnitab, et massiivsed tähed segunesid vanimate kvaasaritega. See kinnitab ka, et kaugemate tähtede veelgi suuremaid plahvatusi - võib-olla esimestest tähtedest alates, väidavad teoreetikud - saab uurida vaatluste kombinatsiooni abil Swifti ja teiste maailmatasemel teleskoopidega.
"Kavandasime Swifti otsima universumi servast tulevaid nõrku purke," ütles Neil Gehrels NASA Goddardi kosmoselennukeskusest Greenbeltis Marylandis, Swifti juhtivteadur. „Nüüd on see üks olemas ja see on põnev. Esmakordselt saame üksikute tähtede kohta õppida aegade algusest peale. Seal on kindlasti palju rohkem. "
Swift käivitati novembris 2004 ja oli täielikult töövalmis 2005. aasta jaanuariks. Swiftil on kolm peamist instrumenti: Burst Alert Telescope, X-ray Telescope ja Ultraviolett / optiline teleskoop. Swifti gammakiirgusetektor, Burst Alert Telescope, pakub kiiret esialgset asukohta, selle ehitas peamiselt NASA Goddardi kosmoselennukeskus Greenbeltis ja Los Alamose riiklik laboratoorium ning see ehitati GSFC-s. Penti osariigi juhitud rahvusvahelised meeskonnad töötasid välja ja ehitasid Swifti röntgenkiirte teleskoobi ja ultraviolett- / optilise teleskoobi. Need tuginesid iga institutsiooni eelnevate kosmosemissioonide kogemustele. Röntgenteleskoop sündis Penn State'i koostööst Inglismaa Leicesteri ülikooli ja Itaalias asuva Brera astronoomilise vaatluskeskusega. Ultraviolett / optiline teleskoop sündis Penn State'i koostööst Londoni ülikooli kolledži Mullardi kosmoseteaduse laboratooriumiga. Need kolm teleskoopi võimaldavad Swiftil teha enamiku gammakiirguse purunemiste korral peaaegu viivitamatuid järelvaatusi, kuna Swift võib pöörduda nii kiiresti, et osutada gammakiirguse signaali allika poole.
Algne allikas: PSU uudisteväljaanne
