Umjetnički ilustracija crne rupe koja troši neutronsku zvijezdu. Bonus slike: Dana Berry / NASA. Klikni za veću sliku
Znanstvenici su riješili 35-godišnju misteriju podrijetla snažnih bljeskova svjetlosti u djeliću sekunde, a koji se nazivaju kratkim gama-rafalima. Ti bljeskovi, svjetliji od milijarde sunca, a trajali su samo nekoliko milisekundi, jednostavno su bili prebrzi za ulov ... do sada.
Ako ste pogodili da je u pitanju crna rupa, barem ste pola u pravu. Kratki pragovi gama zraka proizlaze iz sudara između crne rupe i neutronske zvijezde ili između dviju neutronskih zvijezda. U prvom scenariju, crna rupa guta neutronsku zvijezdu i postaje veća. U drugom scenariju, dvije neutronske zvijezde stvaraju crnu rupu.
Eksplozije gama zraka, najmoćnije poznate eksplozije, prvi put su otkrivene krajem 1960-ih. Oni su nasumični, brzo prolazni i mogu se pojaviti iz bilo koje regije neba. Pokušajte pronaći lokaciju bljeskalice kamere negdje na velikom sportskom stadionu i imat ćete osjećaj izazova s kojim se suočavaju lovci na rafalne gama-zrake. Rješavanje ove misterije poprimilo je dosad neviđenu koordinaciju među znanstvenicima koristeći mnoštvo zemaljskih teleskopa i NASA-ovih satelita.
Prije dvije godine znanstvenici su otkrili da dulje rafale, koje traju dvije sekunde, nastaju od eksplozije vrlo masivnih zvijezda. Međutim, oko 30 posto eksplozija kratko je i traje manje od dvije sekunde.
Od svibnja otkrivena su četiri kratka gama zraka. Dva od njih predstavljena su u četiri rada u broju Nature od 6. listopada. Jedan prasak iz srpnja pruža dokaze o pušenju u prilog teoriji sudara. Još jedna praska ide korak dalje pružajući mučne, prvi put dokaz crne rupe koja jede neutronsku zvijezdu - najprije ispruživši neutronsku zvijezdu u polumjesec, progutajući je, a zatim gipkajući mrvice slomljene zvijezde u minutima i satima koji slijedio.
Ova otkrića mogu također pomoći u izravnom otkrivanju gravitacijskih valova, nikada prije viđenih. Takva spajanja stvaraju gravitacijske valove ili mreškanje u prostornom vremenu. Kratke eksplozije gama zraka mogle bi naučnicima poručiti kada i gdje treba tražiti valove.
"Općenito, gama zrake su teško teško proučiti, ali najkraća su bila pored kojih je nemoguće otkloniti", rekao je dr. Neil Gehrels iz NASA Goddard centra za svemirske letove u Greenbeltu, Md., Glavni istraživač NASA-inog satelita Swift. i vodeći autor na jednom od izvještaja Nature. "Sve se to promijenilo. Sada imamo alat za proučavanje ovih događaja. "
Satelit Swift otkrio je kratko pucanje 9. svibnja, a NASA-in visokoenergetski prolazni istraživač (HETE) otkrio je još 9. srpnja. To su dva praska prikazana u prirodi. Swift i HETE su brzo i autonomno prenijeli koordinate praska znanstvenicima i promatračnicama putem mobitela, bipera i e-maila.
Događaj 9. svibnja označio je prvi put kada su znanstvenici identificirali naknadni sjaj za kratko praćenje gama zraka, što se obično vidi nakon dugih rafala. To otkriće bilo je tema NASA-inog priopćenja za javnost 11. svibnja. Novi rezultati objavljeni u časopisu Nature predstavljaju detaljnu analizu ova dva praska koja se zasnivaju, a to je slučaj s nastankom kratkih rafala.
"Imali smo pretpostavku da kratki gama zraci dolaze od neutronske zvijezde koja se srušila u crnu rupu ili druge neutronske zvijezde, ali ova nova otkrića ne ostavljaju nikakve sumnje", rekao je dr. Derek Fox iz države Penn, vodeći autor jednog izvještaja o prirodi detaljno promatranje viševalnih duljina.
Foxov tim otkrio je rentgenski sjaj praska 9. srpnja uz NASA-in Xandrni opservatorij Chandra. Tim koji je predvodio prof. Jens Hjorth sa Sveučilišta u Kopenhagenu zatim je identificirao optičku svjetlosnu svjetlost pomoću danskog 1,5-metarskog teleskopa u opservatoriju La Silla u Čileu. Foxov tim je zatim nastavio sa proučavanjem naknadnog sjaja NASA-ovim svemirskim teleskopom Hubble; teleskopi du Pont i Swope u Las Campanasu u Čileu, a financira ih Carnegie Institucija; teleskop Subaru na Mauna Kea, Havaji, kojim upravlja Javna astronomska opservatorija; i vrlo veliki niz, protežući 27 radio-teleskopa u blizini Socorra, u državi N.M., kojim upravlja Nacionalna opservatorija za radio astronomiju.
Viševalitarno promatranje praska 9. srpnja, zvano GRB 050709, osiguralo je sve dijelove slagalice da riješe misteriju kratkog praga.
"Snažni teleskopi nisu otkrili nijednu supernovu dok je gama-zračenje izblijedjelo, raspravljajući se protiv eksplozije ogromne zvijezde", rekao je dr. George Ricker iz MIT-a, glavni istraživač HETE-a i koautor drugog članka Nature. "Eksplozija 9. srpnja bila je poput psa koji nije lajao."
Ricker je dodao da su eksplozije 9. srpnja i vjerojatno 9. svibnja smještene na periferiji njihovih matičnih galaksija, gdje se očekuju stari binari koji se spajaju. Ne očekuju se kratki gama zraci u mladim galaksijama koje stvaraju zvijezdu. Potrebne su milijarde godina da se dvije ogromne zvijezde, spojene u binarni sustav, prvo razvijaju u crnu rupu ili fazu neutronske zvijezde, a zatim spajaju. Prijelaz zvijezde u crnu rupu ili neutronsku zvijezdu uključuje eksploziju (supernova) koja može razbiti binarni sustav daleko od svog nastanka i prema rubu njegove domaćine galaksije.
Ovo rastrojstvo 9. srpnja, a kasnije 24. srpnja pokazalo je jedinstvene signale koji ukazuju na ne samo staro spajanje, već, točnije, na crnu rupu - spajanje neutronskih zvijezda. Znanstvenici su vidjeli klice rendgenske svjetlosti nakon početnog pucanja gama zraka. Brzi dio gama zraka vjerojatno je signal da crna rupa proguta većinu neutronske zvijezde. Rendgenski signali, u sljedećim minutama do nekoliko sati, mogli bi biti mrvice materijala neutronske zvijezde koji pada u crnu rupu, pomalo poput deserta.
I ima ih još. Spajanjem stvaraju gravitacijski valovi, valovi u prostornom vremenu koje je predvidio Einstein, ali nikada nisu otkriveni izravno. Eksplozija 9. srpnja bila je udaljena oko dvije milijarde svjetlosnih godina. Veliko spajanje bliže Zemlji moglo bi otkriti Laser Interferometar za gravitacijsku valnu valvuciju Nacionalne znanstvene zaklade (LIGO). Ako Swift otkrije kratki rafal u blizini, znanstvenici iz LIGO-a mogli bi se vratiti i provjeriti podatke s preciznim vremenom i lokacijom.
"Ovo je dobra vijest za LIGO", rekao je dr. Albert Lazzarini, iz LIGO laboratorija u Caltechu. "Veza između kratkih rafala i tvrtki za spajanje povećala je projicirane stope za LIGO, a čini se da su na vrhuncu prethodnih procjena. Također, promatranja daju mučne tragove spajanja crne rupe - neutronskih zvijezda, koja ranije nisu otkrivena. Tijekom nadolazećeg cjelogodišnjeg promatranja LIGO-a možemo otkriti gravitacijske valove iz takvog događaja. "
Spajanje crne rupe - neutronske zvijezde stvorilo bi jače gravitacijske valove od dvije spajajuće neutronske zvijezde. Pitanje je sada koliko su česta i koliko su ta spajanja bliska. Swift, lansiran u studenom 2004. godine, može dati odgovor.
Izvorni izvor: NASA News Release
