Astronoom Andrew Levani sõnul on gammakiirguse purunemiste uurimisel olemas üks vanasõna: „Kui olete näinud ühte gammakiirguse purunemist, olete näinud… ainult ühte gammakiirguse purunemist. Nemad ei ole kõik sama, ”ütles ta 16. aprillil toimunud pressibriifingul, kus arutati väga erinevat tüüpi GRB avastamist - tüüpi, millel on uus pikaajaline maitse.
Kolm neist ebatavalistest pikaajalistest täheplahvatustest on hiljuti avastatud Swifti satelliidi ja teiste rahvusvaheliste teleskoopide abil ning üks, nimega GRB 111209A, on pikim GRB, mida eales nähtud, kestusega vähemalt 25 000 sekundit ehk umbes 7 tundi.
"Oleme täheldanud kõige pikemat gammakiirguse purunemist tänapäeva ajaloos ja arvame, et selle sündmuse põhjustab sinise ülikonna surm," ütles Bruce Gendre, nüüd Prantsuse Riikliku Teadusuuringute Keskusega seotud teadur, kes juhtis seda uuringut ajal Itaalia kosmoseagentuuri teadusandmete keskus Frascati, Itaalia. "See põhjustas lähiajaloo kõige võimsama täheplahvatuse ja tõenäoliselt alates Suure Paugu toimumisest."
Astronoomide sõnul esindavad need kolm GRB-d nende tähe plahvatuste varem tundmatut klassi, mis tulenevad meie Päikesest sadu kordi suuremate ülikergsete tähtede katastroofilistest surmajuhtumitest. GRB-d on kõige heledamad ja salapärasemad plahvatused universumis. Lõhkamine kiirgab nii gammakiirte - kõige võimsama valguse vormi - kui ka röntgenkiirte kiirgust ning need tekitavad järeltugevust, mida on võimalik jälgida optilise ja raadioenergia juures.
Swift, Fermi teleskoop ja muud kosmoseaparaadid tuvastavad päevas keskmiselt umbes ühe GRB. Miks seda tüüpi GRB-d varem ei tuvastatud, selgitas Levan, et seda uut tüüpi on keeruline leida, kuna kaua nad püsivad.
"Gammakiire teleskoobid tuvastavad tavaliselt kiire teraviku ja te otsite plahvatust - kui palju gammakiiri taevast tuleb," rääkis Levan Space Magazine'ile. "Kuid need uued GRB-d kulutavad energiat pika aja jooksul, üle 10 000 sekundi tavalise 100 sekundi asemel. Kuna see on laiali, on seda raskem märgata ja alles pärast Swifti käivitamist on meil võimalus üles ehitada GBS-i pilte üle taeva. Selle uue tüübi tuvastamiseks peate pika aja jooksul kogu valguse kokku panema. ”
Levan on Inglismaal Coventry Warwicki ülikooli astronoom.
Ta lisas, et need pikaajalised GRB-d olid Universumi minevikus tõenäoliselt tavalisemad.
Traditsiooniliselt on astronoomid tunnistanud kahte tüüpi GRB-sid: lühikesi ja pikki, tuginedes gamma-raadiosignaali kestusele. Lühikesed purunemised kestavad kaks sekundit või vähem ja arvatakse, et need kujutavad endast binaarses süsteemis kompaktsete objektide ühinemist, kõige tõenäolisemad kahtlustatavad on neutronitähed ja mustad augud. Pikad GRB-d võivad kesta mitu sekundit kuni mitu minutit, tüüpilised kestused jäävad vahemikku 20–50 sekundit. Arvatakse, et neid sündmusi võib Päikese massist mitu korda varjutada ja sellest tuleneda uus must auk.
"See on väga juhuslik protsess ja iga GRB näeb välja väga erinev," ütles Levan infotunni ajal. „Neil kõigil on pikkused ja energiad. See võtab palju suurema valiku, et näha, kas sellel uuel tüübil on keerulisem kui tavalistel gammakiirte pursketel. "
Kõik GRB-d tekitavad võimsaid reaktiivlennukid, mis juhivad ainet peaaegu valguse kiirusel vastassuundades. Tähekeses ja selle ümbruses olevate ainetega suheldes tekitavad düüsid kõrge energiatarbega valgust.
Gendre ja tema kolleegid tegid GRB 111209A kohta üksikasjaliku uuringu, mis puhkes 9. detsembril 2011, kasutades NASA tuulelaevade Konuse instrumendi gammakiirgusandmeid, Swifti röntgenvaatlusi ja Euroopa Kosmoseagentuuri satelliiti XMM-Newton. , ja Tšiili La Silla robotite vaatluskeskuse optilisi andmeid. 7-tunnine purunemine on kaugelt kõigi aegade kõige pikaajalisem GRB.
Veel üks sündmus, GRB 101225A, plahvatas 25. detsembril 2010 ja tekitas vähemalt kahe tunni jooksul suure energia emissiooni. Järgnevalt hüüdnimega “Jõulupursk” oli sündmuse vahemaa teadmata, mistõttu kaks meeskonda jõudsid radikaalselt erinevatele füüsilistele tõlgendustele. Üks rühm leidis, et plahvatuse põhjustas asteroid või komeet, mis langes neutronitähele meie endi galaktikas. Teine meeskond leidis, et purunemine oli ühinemise tagajärg umbes 3,5 miljardi valgusaasta kaugusel asuvas eksootilises binaarsüsteemis.
"Me teame nüüd, et jõulupurse toimus palju kaugemal, üle poole vaadeldava universumi poole ja oli järelikult palju võimsam, kui need teadlased ette kujutasid," ütles Levan.
Kasutades Gemini põhja teleskoopi Hawaiil, leidsid Levan ja tema meeskond nõrga galaktika spektri, mis võõrustas jõulupurset. See võimaldas teadlastel tuvastada hapniku ja vesiniku emissiooniliinid ja teha kindlaks, kui palju need jooned nihkesid madalamate energiate juurde, võrreldes nende ilmumisega laboris. See erinevus, mida astronoomid tunnevad punanihkena, viib purske umbes 7 miljardi valgusaasta kaugusele.
Levani meeskond uuris ka 111209A ja hilisemat sarrust 121027A, mis plahvatas 27. oktoobril 2012. Kõikidel on sarnane röntgen-, ultraviolett- ja optiline emissioon ning kõik tulenesid kompaktsete galaktikate keskpunktidest, mis moodustasid aktiivselt tähti. Astronoomid on jõudnud järeldusele, et kõik kolm GRB-d kujutavad endast uut tüüpi GRB-d, mida nad nimetavad ülipikkadeks purunemisteks.
"Ülimalt pikad GRB-d tekivad väga suurtest tähtedest," ütles Levan, "võib-olla sama suur kui Jupiteri orbiit. Kuna tähe servast mustale augule kukkuv materjal peab veelgi langema, võtab sinna jõudmine kauem aega. Kuna sinna jõudmine võtab kauem aega, annab see reaktiivlennukile pikema aja, andes sellele aega tähest välja murda. ”
Levan ütles, et Wolf-Rayet 'tähed sobivad kõige paremini kirjeldusega. "Nad on sündinud enam kui 25-kordse Päikese massiga, kuid need põlevad nii kuumalt, et juhivad ära oma sügavaima, äärepoolseima vesinikukihi kui väljavoolu, mida me nimetame tähetuuliks," rääkis ta. Tähe atmosfääri eemaldamine jätab eseme, mis on piisavalt massiivne, et moodustada must auk, kuid piisavalt väike, et osakeste joad puuriksid läbi pikkade GRBde tüüpilistel aegadel.
John Graham ja Andrew Fruchter, mõlemad astronoomid Baltimore'is asunud kosmoseteleskoobi teadusinstituudist, edastasid üksikasjad, et need sinised üliväikesed sisaldavad suhteliselt tagasihoidlikes kogustes heeliumist raskemaid elemente, mida astronoomid nimetavad metallideks. See sobib silmnähtavaks mõistatuseks, et need ülipikad GRB-d näivad eelistavat tugevalt madala metallisusega keskkondi, mis sisaldavad vaid väheseid koguseid muid elemente peale vesiniku ja heeliumi.
"Suure metallisusega pikaajalised GRB-d eksisteerivad, kuid on haruldased," ütles Graham. Need esinevad madala metallisusega sündmuste kiirusel (tähe moodustumise ühiku kohta) umbes 1/25-ndal kohal. See on meile siin Maa peal hea uudis, kuna tõenäosus, et seda tüüpi GRB meie enda galaktikas levib, on palju väiksem, kui seni arvati. "
Astronoomid arutasid oma järeldusi teisipäeval Tennsis Nashville'is Huntsville'i gammakiirguse purunemise sümpoosionil 2013. aastal. Koosolekut toetas osaliselt Alabama ülikool Huntsville'is ning NASA Swift ja Fermi Gamma-ray kosmoseteleskoobi missioone. Gendre'i leiud ilmuvad ajakirja Astrophysical Journal 20. märtsi väljaandes.
Paber: “Ülimalt pikk gammakiirguse purunemine 111209A: sinise ülikonna kokkuvarisemine?” B. Genre jt.
Raamat: LGRB-de metallide vältimine. J. F. Graham ja A. S. Fruchter.
Allikad: Telekonverents, NASA, Warwicki ülikool, CNRS
