Kreditna slika: Chandra
Kombinirani podaci NASA-inog opservatorija Chandra i infracrvena opažanja 200-inčnim teleskopom Palomar otkrili su dokaze da se prasak gama-zraka, jedna od najvećih katastrofalnih eksplozija u prirodi, dogodio u našoj Galaksiji prije nekoliko tisuća godina. Ostatak supernove, W49B, može biti i prvi ostatak pucanja gama zraka otkrivenog u Mliječnom putu.
W49B je maglica u obliku bačve koja se nalazi oko 35 000 svjetlosnih godina od Zemlje. Novi podaci otkrivaju svijetle infracrvene prstenove, poput obruča oko bačve i intenzivno X-zračenje željeza i nikla uzduž osi cijevi.
"Ovi rezultati pružaju intrigantne dokaze da je izrazito masivna zvijezda eksplodirala u dva snažna, suprotno usmjerena mlaza koja su bila bogata željezom", rekao je Jonathan Keohane iz NASA-ine laboratorije za mlazni pogon na konferenciji za novinare na sastanku Američkog astronomskog društva u Denveru. "To W49B čini glavnim kandidatom za ostatak eksplozije gama zraka koja uključuje crpljenje crne rupe."
"Najbliže poznato pucanje gama zraka na Zemlju udaljeno je nekoliko milijuna svjetlosnih godina? većina je udaljena milijarde svjetlosnih godina? tako da bi otkrivanje ostatka jednog u našoj galaksiji bilo veliko otkriće ", rekao je William Reach, jedan od Keohaneovih suradnika s Kalifornijskog tehnološkog instituta.
Prema kolapsarnoj teoriji, gama zračenja nastaju kada ogromnoj zvijezdi ponestane nuklearnog goriva, a zvjezdana jezgra se sruši u crnu rupu okruženu diskom ekstremno vrućeg, brzog rotirajućeg, magnetiziranog plina. Veliki dio ovog plina uvlači se u crnu rupu, ali neki se odbacuje u suprotno usmjerene mlazove plina koji putuju brzinom svjetlosti.
Promatrač poravnat s jednim tim mlazovima vidio bi gama-eksploziju, zasljepljujući bljesak u kojem je koncentrirana snaga jednaka onoj od deset četrilijuna Sunca za minutu ili nešto slično. Pogled okomit na mlazeve manje je zapanjujuća, iako bez obzira na to spektakularna eksplozija supernove. Za W49B, mlaz se naginje iz nebeske ravnine za oko 20 stupnjeva.
Četiri prstena promjera oko 25 svjetlosnih godina mogu se prepoznati na infracrvenoj slici. Ti su prstenovi, koji nastaju zbog toplog plina, vjerojatno ispušteni brzom rotacijom masivne zvijezde nekoliko stotina tisuća godina prije nego što je zvijezda eksplodirala. Prstene je vrući vjetar gurnuo iz zvijezde nekoliko tisuća godina prije nego što je eksplodirala.
Chandrovi slike i spektralni podaci pokazuju da mlazovi plina višemilijunskog Celzija koji se protežu duž osi bačve bogati su ionima željeza i nikla, što je u skladu s njihovim izbacivanjem iz središta zvijezde. To razlikuje eksploziju od konvencionalne supernove tipa II u kojoj najveći dio Fe i Ni ulazi u stvaranje neutronske zvijezde, a vanjski dio zvijezde je ono što se ispušilo. Suprotno tome, u kolapsarskom modelu gama zraka raspršuje željezo i nikl iz središta se izbacuje duž mlaznice.
Na krajevima cijevi, rendgenski zrak se raspaljuje i stvara vruću kapu. Rendgenska kapa okružena je spljoštenim oblakom molekula vodika otkrivenim u infracrvenom. Te značajke pokazuju da je udarni val nastao eksplozijom naišao na veliki, gusti oblak plina i prašine.
Scenarij koji se pojavljuje je onaj u kojem se ogromna zvijezda nastala iz gustog oblaka prašine, sjajno je blistala nekoliko milijuna godina, istodobno odmahujući prstenove plina i gurajući ih, tvoreći gotovo praznu šupljinu oko zvijezde. Zvijezda je potom podvrgnuta eksploziji supernove kolapsa, što je rezultiralo pucanjem gama zraka.
Promatranja W49B mogu pomoći u rješavanju problema koji je omalovažio kolapsarski model za gama zrake. S jedne strane, model se temelji na padu masivne zvijezde, koja se obično formira iz gustog oblaka. S druge strane, promatranja nakon sjaja mnogih eksplozija gama zraka pokazuju da se eksplozija dogodila u plinu niske gustoće. Na temelju podataka W49B, rezolucija koju su predložili Keohane i njegove kolege je da je zvijezda isklesala veliku šupljinu niske gustoće u kojoj je naknadno došlo do eksplozije.
"Čini se da je ova zvijezda eksplodirala unutar balona koji je stvorio", rekao je Keohane. "U određenom smislu, iskopao je vlastiti grob."
NASA-in centar za svemirske letjelice Marshall, Huntsville, Alabama, upravlja programom Chandra za Ured za svemirske znanosti, sjedište NASA-e, Washington. Northrop Grumman iz Redondo Beacha, Kalifornija, bivši TRW, Inc., bio je glavni razvojni izvođač opservatorije. Smithsonian Astrophysical Observatory kontrolira znanost i operacije leta iz rendgenskog centra Chandra u Cambridgeu, Massachusetts.
Izvorni izvor: Chandra News Release
