Astronomowie odkrywają niezwykły wybuch energii w kosmosie



Astronomowie odkryli masywny wybuch promieniowania gamma we Wszechświecie, który wydaje się znacznie jaśniejszy na niektórych długościach fal niż jakiekolwiek inne tego typu zdarzenie zaobserwowane do tej pory, nazywając go „bezprecedensowym”.
Wybuchy promieniowania gamma (GRB) – zwane również błyskami gamma – należą do najbardziej energetycznych zdarzeń we wszechświecie i według obecnej teorii powstają albo w wyniku eksplozji masywnych gwiazd, albo zderzenia gwiazd neutronowych. W ten sposób powstaje krótkotrwała, ale niezwykle energetyczna wiązka cząstek i promieni gamma na obu biegunach, tzw. dżet, który zwykle trwa ledwie dłużej niż minutę, ale w ciągu tych kilku sekund uwalnia tyle energii, ile Słońce robi w ciągu wielu miliardów lat.

Astronomowie wykryli szczególnie masywny wybuch 9 października, korzystając z Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST) i satelity badawczego Swift Observatory (w skrócie Swift) Neila Gehrela, oba w służbie NASA. Niektórzy astronomowie nazwali to „niezwykłym wydarzeniem” i prawdopodobnie „najjaśniejszym GRB w historii”. Phil Evans, astronom z angielskiego Uniwersytetu w Leicester, pracuje w Obserwatorium Kosmicznym Swift i opisał wybuch, nazwany „GRB 221009A”, jako „głupio naprawdę jasny”. Rozmawiając z Motherboard, Evans podkreślił, że odkrycie jest tak niedawne, że rozszyfrowanie jego znaczenia zajmie trochę czasu, ale zauważył, że wybuch jest „wyraźnie najjaśniejszym GRB, jaki widzieliśmy w świetle rentgenowskim, przynajmniej w czasie po pierwszym wybuchu, kiedy go obserwowaliśmy.” GRB 221009A jest około 1000 razy jaśniejszy niż typowy GRB i kilkaset razy jaśniejszy niż najjaśniejszy zarejestrowany do tej pory – ale tylko w promieniach X, powiedział Evans.

Według raportu zespołu teleskopu Fermi jest to także jeden z najjaśniejszych, jakie kiedykolwiek zaobserwowano w zakresie promieniowania gamma.
Ten kosmiczny pokaz światła oznacza prawdopodobnie energetyczną śmierć masywnej gwiazdy i jej późniejsze przekształcenie w czarną dziurę. Jest on bezprecedensowy w niektórych długościach fal, częściowo dlatego, że miał miejsce około dwóch miliardów lat świetlnych od Ziemi. To obiektywnie ogromna odległość, ale jak na GRB jest to stosunkowo blisko. „Trzeba oczywiście pamiętać, że jest to bardzo niedawne wydarzenie i minie trochę czasu, zanim będziemy mieli pełny obraz, więc jest to tylko wstępny wynik” – wyjaśnił Evans. „Wydaje się jednak, że jest to 'długi GRB’, a te są dość dobrze zbadane. Dzieje się tak, gdy bardzo masywna, szybko obracająca się gwiazda osiąga punkt, w którym jej reakcje jądrowe nie są już w stanie wyprodukować wystarczającej ilości energii, aby utrzymać ciężar gwiazdy. Centrum gwiazdy zapada się i tworzy nową czarną dziurę, która uwalnia dużo energii.

Powoduje to, że część materiału tworzącego gwiazdę jest wystrzeliwana z jej górnej i dolnej części w wąskich „wiązkach” – wiązkach materiału, które poruszają się z prędkością niemalże światła. Kiedy jedna z tych wiązek jest skierowana w stronę Ziemi, widzimy GRB. I dokładnie tak było w tym przypadku. Dlaczego ta jest tak jasna w porównaniu z innymi, nie jest jeszcze jasne, choć może to być częściowo dlatego, że jest po prostu w pobliżu.”
Swift, który jest na orbicie wokół Ziemi od 2004 roku, nie mógł zobaczyć pierwszego wybuchu GRB 221009A, ponieważ nasza planeta przesłoniła tę część nieba. Jednak należący do obserwatorium Burst Alert Telescope (BAT) wychwycił fascynujące następstwa eksplozji prawie godzinę później, gdy jej opad stał się widoczny. „To absolutny debiut – sama eksplozja trwała tylko około 5 minut (co jest dość typowe dla GRB), ale po eksplozjach GRB następuje 'afterglow’, który zwykle zanika stosunkowo szybko. Nigdy nie mieliśmy GRB, w którym poświata była na tyle jasna, by wyzwolić BAT – opisywał Evans.
GRB nie wydawał się bardzo jasny na optycznych długościach fal, ale może to wynikać z jego pozycji na niebie i faktu, że nie było bezpośrednich obserwacji za pomocą instrumentów optycznych, jak wyjaśnił Evans: „Ze względu na pozycję tego GRB, musimy patrzeć przez dysk naszej galaktyki, aby go zobaczyć. Dysk ten pochłania „dużą” ilość światła optycznego, więc gdyby znajdował się w „lepszej” części nieba, byłby znacznie jaśniejszy.” Inną sprawą jest to, że o ile wiem, nikt nie obserwował go teleskopem optycznym aż do odkrycia przez Swifta, czyli 55 minut po GRB (to dlatego, że Fermi nie podaje bardzo dobrych pozycji, gdzie jest GRB; Swift tak). Gdyby była obserwowana w momencie jej pierwszego pojawienia się, osobiście nie zdziwiłbym się, gdyby pobiła wszystkie rekordy optyczne…. Ponieważ jednak tak się nie stało, nie możemy stwierdzić, czy tak było.”

Biorąc pod uwagę jego imponującą jasność i intrygujące możliwe pochodzenie, Evans i wielu innych naukowców będą uważnie obserwować ewolucję GRB 221009A, gdy będzie przechodził do form światła o niższej energii.

---

Opracował: Amon
Strefa44