Błysk gamma z 29 marca 2003 roku może spełnić taką rolę w badaniu błysków gamma, jak kamienie z Rosetty w poznaniu pisma starożytnych Egipcjan. Dzięki szczególnie udanym obserwacjom, naukowcom udało się odtworzyć historię powstawania błysku od śmierci gwiazdy po dramatyczne narodziny czarnej dziury.

Błysk z 29 marca, oznaczony numerem GRB 030329, miał miejsce w gwiazdozbiorze Lwa i był jednym z najjaśniejszych i najbliższych z dotąd zarejestrowanych. Po raz pierwszy ukazał, że wybuch supernowej i błysk gamma – dwie najbardziej energetyczne eksplozje znane we Wszechświecie – mogą zachodzić równocześnie.

Rezultaty badań błysku GRB 030329 opublikowane zostały w numerze Nature z 19 czerwca 2003 roku. Błysk został wykryty przez obserwatorium High-Energy Transient Explorer (HETE), a dalsze obserwacje prowadzone były za pomocą Very Large Telescope (VLT).

Czekaliśmy na taką okazję bardzo długo” – mówi de Jens Hjorth z University of Copenhagen, autor pracy. – “Błysk z 29 marca dostarczył wszystkich brakujących informacji. Powstał w wyniku zapadnięcia się jądra masywnej gwiazdy“.

Naukowcy stwierdzają, że obserwacje dostarczyły dolnego ograniczenia na energię błysku gamma oraz zaprzeczyły wielu teoriom opisującym powstawanie długich błysków gamma (trwających ponad dwie sekundy).

Błyski gamma na krótką chwilę rozświetlają Wszechświat w promieniowaniu gamma, promieniując z energią milionów miliardów Słońc. Są jednak bardzo krótkotrwałe – trwają od kilku sekund do minut, oraz pojawiają się w losowych miejscach na niebie. Te cechy czynią je zjawiskami trudnymi do zaobserwowania.

Na ilustracji artystyczna wizja wybuchu supernowej.

Wybych supernowej wiąże się ze śmiercią gwiazdy około 8 razy masywniejszej od Słońca. Jej jądro zapada się, tworząc gwiazdę neutronową lub czarna dziurę. Pozostała materia jest rozrzucana i tworzy kolorową otoczkę – pozostałość po supernowej. Naukowcy podejrzewali, że supernowe i błyski gamma są powiązane ze sobą, jednak aż do 29 marca nie mieli na potwierdzenie tego faktu dowodów obserwacyjnych.

Wybuch z 29 marca zmienił wszystko” – mówi współautor pracy dr Stan Woosley, z University of California w Santa Cruz. – “Odnaleźliśmy brakujące ogniwo i wiemy już na pewno, że przynajmniej niektóre z błysków gamma powstają, kiedy czarne dziury, albo być może nietypowe gwiazdy neutronowe, rodzą się we wnętrzu masywnych gwiazd. Teraz możemy zastosować tę wiedzę do innych obserwacji błysków“.

Na ilustracji artystyczna wizja wybuchu supernowej w zbliżeniu.

GRB 030329 znajduje się wśród 0,2 procenta najjaśniejszych błysków. Jego poświata była widoczna w niskoenergetycznym promieniowaniu rentgenowskim i świetle widzialnym przez kilka tygodni po wystąpieniu błysku.

Za pomocą VTL, Hjorth i jego współpracownicy zaobserwowali w poświecie gwałtownie rozszerzającą się powłokę supernowej, zwanej hipernową, znajdującą się w tym samym miejscu i powstałą w tym samym momencie co poświata. Wyłonił się następujący scenariusz.

Niebieskawa gwiazda Wolfa-Rayeta, o masie około 100 mas Słońca, zbudowana z helu, tlenu i cięższych pierwiastków gwałtownie wyczerpała swoje paliwo, doprowadzając do wybuchu supernowej typu Ic/błysku gamma. Jądro zapadło się, jednak było to niezauważalne dla zewnętrznych warstw gwiazdy. Uformowała się czarna dziura otoczona dyskiem akreującej materii i w ciągu paru sekund dżet materii wyrzucony przez czarną dziurę utworzył błysk gamma.

Dżet przeszedł przez zewnętrzną powłokę gwiazdy i w połączeniu z nowopowstałym wiatrem radioaktywnego niklu 56, wiejącym od środka, zniszczył gwiazdę. Równocześnie zderzenia cząstek dżetu, poruszających się w różnych kierunkach z prędkościami zbliżonymi do prędkości światła, doprowadził do powstania błysku gamma. Ten model “zapadnieniowy”, po raz pierwszy wprowadzony przez Woosleya w 1993 roku, najlepiej wyjaśnia obserwacje GBR 030329, w przeciwieństwie do modeli “supernowej” i “łączenia się gwiazd neutronowych”.

Nie oznacza to jeszcze rozwiązania tajemnicy błysków gamma” – powiedział Woosley. – “Jesteśmy pewni, że długie błyski gamma maja związek z zapadaniem się jądra i prawdopodobnie powstaniem czarnej dziury. Przekonaliśmy większość sceptyków. Jednak nie osiągnęliśmy jeszcze zgodności, na temat tego, co powoduje krótkie błyski gamma“.

Krótkie błyski gamma trwają mniej niż 2 sekundy i mogą być powodowane przez łączenie się gwiazd neutronowych. Zbudowane przez NASA obserwatorium SWIFT, które ma zostać wyniesione na orbitę w styczniu 2004 roku będzie mogło szybko lokalizować błysk gamma i być może pozwoli dostrzec poświatę, której do tej pory jeszcze nie udało się zaobserwować.

Autor

Anna Marszałek

Komentarze

  1. Mariusz    

    Cannonball — Nie jestem specem od GRB, ale troche siedze w temacie i wydaje mi sie ze to GRB, o ktorym piszecie, ktore faktycznie wywolalo rewolucje w fizyce blyskow gamma, potwierdzilo model “kuli armatniej”. Znaczy to ze ze w wybuchu supernowej emitowane sa w pewnym kierunku niewielkie chmury materii, ktora rozpedzana jest do predkosci bliskich predkosci swiatla. Te chmury zwane kulami armatnimi (cannonballs) w momencie przejscia przez front fali uderzeniowej supernowej (ktory jednak porusza sie wolniej) wpadaja w srodowisko duzo chlodniejszego gazu i emituja promieniowanie X i gamma na zasadzie odwrotnego zjawiska Comptona. Emisja jest kierunkowa a na dodatek pulsacyjna (dlugotrwale GRB to nieregularne pulsacje).

Komentarze są zablokowane.