Izbacivanja gama zraka (GRBs) su jedan od najenergičnijih fenomena u Svemiru, a ujedno i jedan od najmanje istraženih. Ove eksplozije energije nastaju kada masivna zvijezda ode u supernovu i emitira dvostruke zrake gama zraka koje se mogu vidjeti milijardama svjetlosnih godina. Budući da su usko povezane s stvaranjem crnih rupa, znanstvenici su s nestrpljenjem željeli detaljnije proučiti ovu rijetku pojavu.
Nažalost, malo je prilika za to jer su GRB-ovi vrlo kratkotrajni (traju samo sekunde), a većina se dogodila u dalekim galaksijama. Ali zahvaljujući naporima pomoću paketa teleskopa, astronomi su uspjeli uočiti GRB (s oznakom GRB 190114C) još u siječnju 2019. Dio zračenja iz ovog GRB-a bila je najveća energija koja je ikada primijećena, što je učinilo ovo prekretnicom u povijesti astronomije.
Studija koja opisuje ove nalaze (pod nazivom „Promatranje inverznih emisija Comptona iz dugog praska gama-zraka“) nedavno se pojavila u časopisu Priroda i treba se pojaviti u časopisu Astronomija i astrofizika. Studiju je vodio Antonio de Ugarte Postigo s Instituta za astrofiziku Andaluzija i uključio članove suradnje MAGIC-a, NASA-e i istraživačke institute širom svijeta.
Jednostavno rečeno, GRB-ovi su zapravo prilično česti i javljaju se jednom dnevno u svemiru koji se može promatrati. Ali zbog njihove kratke i prolazne prirode, bilo je vrlo teško trenirati instrumente na izvoru prije nego što nestanu. Ali uz pomoć više teleskopa koji su optimizirani za detekciju gama zraka, GRB 190114 uočen je upravo na vrijeme.
Tu su obuhvaćeni NASA-in Neil Gehrels Swift observatorij, svemirski teleskop Fermi Gamma-Ray, kao i zemaljski dvostruki glavni atmosferski gama Imaging Cherenkov (MAGIC) teleskopi - koji se nalazi na kanarskom otoku La Palma i kojim upravlja Max Planck Institut za fiziku (MPP).
Kad su ovi teleskopi promatrali GRB 190114C, primijetili su da dio oslobođene energije izmjeren u rasponu 1Tera elektrona volta (TeV) - oko trilijuna puta više energije po fotonu promatranom s vidljivom svjetlošću. Na temelju prethodnih opažanja, astronomi procjenjuju da bi za postizanje ove razine energije materijal koji je izbačen iz zvijezde koja se ruši morao putovati brzinom od 99,999%.
Drugim riječima, materijal iz zvijezde koja umire morao bi se ubrzati do samih granica onoga što fizička materija može izdržati da bi se generirao takav energetski prasak. Taj bi materijal zatim bio proguran kroz plinovite oblake koji okružuju zvijezdu (ostaci otpušenih vanjskih slojeva), što će uzrokovati šok koji stvara gama-zračenje.
Znanstvenici već duže vrijeme pokušavaju promatrati ekstremno energetske emisije iz GRB-a, a upravo je ta eksplozija pružila prvu priliku. Kao što je dr. De Ugarte Postigo objasnio u priopćenju za ESA / Hubble:
"Znanstvenici već duže vrijeme pokušavaju promatrati emisiju vrlo visoke energije iz eksplozija gama zraka. Ovo novo promatranje važan je korak naprijed u našem razumijevanju praska gama zraka, njihove neposredne okoline, i samo kako se materija ponaša kada se kreće 99,999% brzine svjetlosti. "
Gledajući unaprijed, više svemirskih opservatorija promatrat će supernovu koja je proizvela GRB 190114C kako bi saznali više o okolišu i kako je nastao ovaj ekstremni rafal. Konkretno, europskim astronomima je omogućeno vrijeme promatranja s NASA / ESA svemirskim teleskopom za proučavanje izvornog okruženja.
U tim su naporima astronomi pomogli korištenjem ESO-ovog vrlo velikog teleskopa (VLT) i velikog milimetarskog / submilimetarskog niza Atacama u Čileu. Kombinirajući svoja promatranja s podacima dobivenim od Hubblea, astronomi su mogli detaljnije promatrati galaksiju domaćina ovog GRB-a (koja se nalazi 5 milijardi oko svjetlosnih godina od Zemlje).
Kako je objasnio Andrew Levan s Instituta za matematiku, astrofiziku i fiziku čestica za astrofiziku na Sveučilištu Radboud u Nizozemskoj:
"Hubbleova opažanja sugeriraju da je ovaj prasak sjedio u vrlo gustom okruženju, točno usred sjajne galaksije udaljene 5 milijardi svjetlosnih godina. To je doista neobično, i sugerira da bi to moglo biti razlog zašto je proizveo ovo izuzetno moćno svjetlo. "
Ova prekretnica svjedoči o sve većoj sposobnosti astronomskih instrumenata i sve većoj važnosti međunarodne suradnje. Također je u skladu s trenutnim vremenom astronomije, gdje se revolucionarna otkrića sve češće događaju. Svake godine, fenomeni koji su nekad bili slabo shvaćeni ili ograničeni, sada se redovito istražuju.
