Gammakiirte (GRB) müsteeriumi lahti mõtestamine on lugu, mis on täis rahvusvahelisi intriige, fantastilisi väiteid, tõsist tagasiminekut ja järkjärgulisi parandusi meie arusaamises universumi kõige energilisemate, hävitavamate jõudude tegelikust olemusest ja mõjudest. Niinimetatud tumedaid gammakiirguspurskeid uurinud teadlaste meeskonna uued tulemused on kindlalt kinnitanud GRB mõistatusesse uue tüki. See uurimistöö on esitatud artiklis, mis ilmub ajakirjas Astronomy & Astrophysics 16. detsembril 2010.
GRB-de avastamine oli Ameerika kosmoseprogrammi ja venelaste sõjaväe pideva tabamise ootamatu tulemus, et kontrollida külma sõja tuumakatsetuste keelustamise lepingu järgimist. Veendumaks, et venelased ei plahvatanud tuumarelvi Kuu ääres, varustati 1960. aastate Vela kosmoseaparaat gammakiiredetektoritega. Kuu võib varjata röntgenpildi ilmset allkirja kaugemalt, kuid gammakiired tungiksid otse läbi Kuu ja oleksid Vela satelliitide abil tuvastatavad.
1965. aastaks oli ilmne, et sündmused, mis käivitasid detektorid, kuid mis polnud selgelt tuumaplahvatuse allkirjad, saadeti need hoolikalt ja salaja edaspidiseks uurimiseks. Aastal 1972 suutsid astronoomid tuletada sündmuste suunad piisava täpsusega, et välistada Päike ja Maa allikatena. Nad jõudsid järeldusele, et need gammakiirguse sündmused olid „kosmilise päritoluga”. 1973. aastal kuulutati see avastus väljaandes Astrophysical Journal.
See tekitas astronoomilises kogukonnas üsna ärritunud ning kirjanduses hakkas ilmuma kümneid GRB-sid käsitlevaid artikleid ja nende põhjuseid. Algselt olid enamus hüpoteesiks nende sündmuste päritolu meie endi galaktikast. Edasiminek oli Compton Gamma Ray Observatory 1991. aasta käivitamiseni valusalt aeglane. See satelliit esitas olulisi andmeid, mis näitasid, et GRB-de levik ei ole kallutatud ühegi konkreetse suuna suhtes kosmoses, näiteks galaktilise tasapinna või Linnutee galaktika keskpunkti poole. GRB-sid tuli igalt poolt meie ümber. Nad on pärit kosmiliselt. See oli suur samm õiges suunas, kuid tekitas rohkem küsimusi.
Astronoomid otsisid aastakümneid vastutaset, mis tahes astronoomiline objekt langes kokku hiljuti täheldatud purskega. Kuid GRB-de paiknemise täpsuse puudumine päevainstrumentide poolt tekitas pettumusi katsetes leida nende kosmiliste plahvatuste allikad. 1997. aastal tuvastas BeppoSAX GRB röntgenpildis vahetult pärast sündmust ja optiline hõõgumine tuvastati 20 tundi hiljem William Herscheli teleskoobi abil. Sügav pildistamine suutis tuvastada nõrga, kauge galaktika GRB peremehena. Aasta jooksul vaidlustati GRB-de vaheline kaugus. GRB-d esinevad äärmiselt kaugetes galaktikates. Nende seotus supernoovadega ja väga massiivsete tähtede surm andis ka vihjeid GRB-sid tootvate süsteemide olemusele.
Ei kulunud liiga kaua aega enne võistlust, et tuvastada soojendatud GRB-de optiline järeltulek ning uued satelliidid aitasid nende hõõglampide asukohti ja nende vastuvõtvaid galaktikaid täpselt kindlaks teha. 2004. aastal lansseeritud satelliit Swift on varustatud väga tundliku gammakiirgusetektoriga ning röntgen- ja optiliste teleskoopidega, mida saab kiiresti pöörata, et jälgida automaatselt pärast plahvatust tekkivat järelheidet ning saata teateid võrku. teleskoobid kohapeal kiirete järelvaatluste tegemiseks.
Tänapäeval tunnevad astronoomid ära kaks GRB klassifikatsiooni - pikaajalised sündmused ja lühiajalised sündmused. Lühikesed gammakiirguse purunemised on tõenäoliselt tingitud neutrontähtede ühinemisest ja pole seotud supernoovadega. Pikaajalised gammakiirguse purunemised (GRB-d) on kriitilised GRB-plahvatuste füüsika, GRB-de mõju nende ümbrusele, aga ka GRB-de mõju varajasele tähtede moodustumisele ning Universumi ajaloo ja saatuse mõistmisel.
Kui tavaliselt tuvastatakse iga GRB puhul röntgenijärgne järelvalgus, keeldusid mõned siiski loobumast oma optilisest järelvalgust. Algselt olid need röntgenograafiaga, kuid ilma optilise järelvalgustita GRB-d "tumedad GRB-d". „Pimeda gammakiirguse purunemise” määratlust on täpsustatud, lisades aja- ja heleduspiiri ning arvutades GRB koguenergia.
Sellel optilise allkirja puudumisel võib olla mitu alget. Järellambil võib olla sisemiselt madal heledus. Teisisõnu, seal võivad olla lihtsalt eredad ja nõrgad GRB-d. Või segav materjal võib optilist energiat tugevalt neelata, kas lokaalselt GRB ümber või piki vaatejoont läbi vastuvõtva galaktika. Veel üks võimalus on, et valgus võib olla nii suure punase nihkega, et tekkimine ja neeldumine galaktilise keskkonna poolt keelaks tuvastamise R-sagedusribas, mida sageli kasutatakse nende tuvastuste tegemiseks.
Uues uuringus ühendasid astronoomid Swifti andmeid uute vaatlustega, mis tehti GRONDi abil - spetsiaalne GRB jätkuriist, mis oli kinnitatud Tšiilis La Silla 2,2-meetrise MPG / ESO teleskoobi külge. GROND on erandlik tööriist GRB järeltugevuse uurimiseks. See suudab vaadelda mõne minuti jooksul pärast Swifti saabuvat häiret ja sellel on võime jälgida samaaegselt seitset filtrit, kattes spektri nähtava ja infrapuna lähedal asuva osa.
Kombineerides nende seitsme filtri kaudu saadud GROND-i andmeid Swifti vaatlustega, suutsid astronoomid täpselt kindlaks määrata järeltulekust eralduva valguse hulga väga erinevatel lainepikkustel, alates suure energiaga röntgenkiirtest kuni infrapunakiirguseni. Seejärel kasutasid nad neid andmeid GRB ja Maa vaatlejate vahelise varjava tolmu koguse otseseks mõõtmiseks. Õnneks on meeskond leidnud, et tumedad GRB-d ei vaja eksootilisi selgitusi.
Nad leidsid, et märkimisväärne osa purunemistest tuhmub tolmu varjates umbes 60–80 protsendini nende algsest intensiivsusest. Selle efektiga on liialdatud väga kaugete plahvatuste korral, lastes vaatlejal näha ainult 30–50 protsenti valgust. Tõestades, et see nii on, on need astronoomid lõplikult lahendanud puuduvate optiliste järelvalgustite mõistatuse. Tumedad gammakiirguspursked on lihtsalt need, mille nähtav valgus on enne meie jõudmist täielikult eemaldatud.
