5 lat temu astronomowie nie wiedzieli prawie nic na temat błysków gamma. Teraz grupa naukowców, przy użyciu VLA (Very Large Array) zamierza wykorzystać błyski gamma do badania natury galaktyk odległych nawet o 7 miliardów lat świetlnych, a także do lepszego poznana ewolucji gwiazd.

Jesteśmy przekonani, że błyski gamma staną się jednym z najbardziej cennych zjawisk, wykorzystywanych do badania historii formowania się gwiazd – powiedział Edo Berger z Caltech. Berger pracował z prof. Shri Kulkarni i prof. Dale Frail z Caltech oraz z astronomami z National Radio Astronomy Obserwatory (NRAO – narodowe obserwatorium radioastronomiczne) w Socorro (w stanie Nowy Meksyk) nad błyskiem gamma zarejestrownym 3 lipca 1998 roku. Astronomowie zaprezentowali swe wyniki pracy na Zjeździe Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego (AAS) w Pasadenie, 2 tygodnie temu.

Po raz pierwszy obserwowaliśmy galaktykę, w której wystąpił błysk gamma, na falach radiowych – powiedział Berger. – W przeszłości galaktyki-gospodarze dla błysków gamma były obserwowane tylko przez teleskopy optyczne. Dzięki nowemu podejściu do sprawy uzyskaliśmy nowe wskazówki na temat natury samej galaktyki, wskazówki, których dotąd nie mogliśmy zdobyć – dodał.

Dla przykładu, zgodnie z pomiarami optycznymi, w galaktykach, gdzie pojawiły się błyski gamma, mniej więcej gaz o masie dwudziestu Słońc zmienia się w gwiazdy w ciągu roku. Obserwacje radiowe wykazały, że masa tego gazu wynosi 25 razy więcej, czyli gaz zmieniający się w gwiazdy ma masę nie dwudziestu, lecz pięciuset Słońc.

Dzięki VLA możemy dostrzec całe obszary, gdzie formują się gwiazdy, wraz z niewiarygodnie zapylonymi, skąd światło optyczne nie wydostaje się – powiedział Frail.

Błyski gamma są najsilniejszymi wybuchami od czasów Wielkiego Wybuchu. Pierwszy błysk odkryto w 1967 roku przez satelitę, który miał odkrywać i monitorować próby nuklearne na Ziemi. Od tamtej pory natura błysków gamma pozostawała wielką niewiadomą przez 30 lat. Przez te 3 dekady astronomowie zastanawiali się, czy błyski pochodzą z naszej Drogi Mlecznej, czy z odległych galaktyk. Przy okazji pojawiło się mnóstwo teorii tłumaczących błyski, jednak z braku danych obserwacyjnych nie można było wyselekcjonować mniej lub bardziej trafnych.

Teleskopy optyczne i radiowe po raz pierwszy zaobserwowały poświatę po błyskach gamma w 1997 roku. Wtedy astronomie uzyskali pewność, że błyski nie pochodzą z Drogi Mlecznej, lecz z bardzo odległych galaktyk. Wynikiem analizy pomiarów poświat, było ograniczenie liczby prawdopodobnych teorii do 2. Jedna z nich mówi, że błyski są spowodowane zderzeniem 2 gwiazd neutronowych, druga mówi, że przyczyną jest gwałtowna śmierć supermasywnej, młodej gwiazdy. Zaobserwowany w 1998 roku błysk wskazuje jednak na drugą teorię – powiedział Kulkarni.

Wybuch, znany jako GRB 980703 (GBR – Gamma-Ray Burst, czyli błysk promieniowania gamma) został odkryty przez satelitę 3 lipca 1998 roku, VLA zaobserwował ten błysk dzień później. Astronomowie obserwowali błysk i jego poświatę powybuchową, tak długo jak mogli, czyli przez 1000 dni, co jest rekordem w tej dziedzinie (poprzedni rekord z 1997 roku wynosił 445 dni).

Poświata powybuchowa wraz z upływem czasu, staje się coraz słabsza. Zauważyliśmy jednak podczas tych obserwacji, że natężenie emisji radiowej obniża się. Zdaliśmy sobie sprawę, że poświata słabnie, a tym, co pozostaje niezmienne, jest emisja radiowa samej galaktyki – stwierdził Berger.

To odkrycie pozwoliło astronomom badać regiony, w których błysk się pojawił. Rezultatem obserwacji jest wniosek: błyski gamma pojawiają się w regionach o wysokiej aktywności gwiazdotwórczej.

Jeżeli nasze przekonanie, że błyski gamma są wynikiem eksplozji supermasywnych młodych gwiazd, jest słuszne, to to zjawisko dodatkowo pozwoli nam lepiej poznać proces ewolucji gwiazd, a także charakterystykę regionów gwiazdotwórczych w bardzo odległych, a jednocześnie bardzo młodych galaktykach – powiedział Berger.

Poprzez badanie regionów odległych galaktyk, w których pojawił się błysk gamma, astronomowie mogą porównać wyniki z badaniami takich samych regionów w bliższych galaktykach i Drodze Mlecznej. Dzięki temu będą mieli obraz podobnych struktur na przestrzeni całego wieku istnienia (zakładając, że galaktyki są w mniej więcej tym samym wieku, najdalsze z nich dadzą nam informacje o najwcześniejszych stadiach, bliższe o średnim etapie rozwoju, a Droga Mleczna o współczesnym stanie aktywnych regionów gwiazdotwórczych).

Autor

Andrzej Nowojewski