Teleskop Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) XMM-Newton zaobserwował spektakularny układ rozszerzających się pierścieni w rejonie, gdzie na początku grudnia miał miejsce błysk gamma. Obserwowana prędkość ekspansji pierścieni jest tysiąc razy większa od prędkości światła. Po raz pierwszy tak zwane “echo” można obserwować w paśmie promieniowania rentgenowskiego. Echo powstaje, gdy promieniowanie wyzwolone podczas błysku gamma napotyka na swojej drodze międzygwiezdny pył i jest przezeń rozpraszane. Można ten efekt porównać do rozpraszania światła latarni morskiej we mgle. Pobudzony przez fale gamma pył zaczyna świecić, co pozwala na zbadanie jego rozkładu w przestrzeni i zidentyfikowanie miejsc, w których prawdopodobnie może zachodzić proces tworzenia się gwiazd i planet.

3 grudnia 2003 roku obserwatorium Integral należące do ESA wykryło silną wiązkę promieniowania gamma, emitowaną przez około 30 sekund. Sygnał pochodził z odległej galaktyki. Dzięki skomplikowanemu systemowi przekazywania informacji w ciągu kilku minut w ten rejon nieba skierowano całą baterię instrumentów. Tajemnicze źródło promieniowania nazwano GRB 031203. XMM-Newton także przyłączył się do polowania i wykonał szczegółowe zdjęcia celu za pomocą aparatu European Photon Imaging Camera (EPIC).

XMM-Newton to instrument do obserwacji w ultrafiolecie i promieniowaniu rentgenowskim, umieszczony na orbicie przez Europejską Agencję Kosmiczną (European Space Agency – ESA) 10 grudnia 1999 roku.

XMM-Newton jest w najczulszym teleskopem do obserwacji promieniowania rentgenowskiego, jaki dotychczas wystrzelono. Wyniosła go na orbitę rakieta Ariane-5 10 grudnia 1999 roku. Planowany czas eksploatacji XMM-Newtona to 10 lat. Promień jego orbity to jedna trzecia odległości od Ziemi do Księżyca. Dzięki temu obrazy, które przesyła są ostre i wyraźne.

Na zdjęciach wyraźnie widoczna jest centralna plamka promieniowania rentgenowskiego, tak zwana “poświata” po głównym błysku. O wiele większe wrażenie robią jednak dwa pierścienie rozchodzące się od poświaty, które zdają się poruszać z prędkością wielokrotnie większą od prędkości światła. Dr Simon Vaughan z University of Leicester przewodzi międzynarodowemu zespołowi naukowców badających GRB 031203. Wyjaśnia on, że te pierścienie są przez astronomów nazywane “echem”. Powstają, gdy promieniowanie rentgenowskie z odległego błysku gamma pada na pył znajdujący się w naszej Galaktyce. “Pył rozprasza część tych promieni X, przez co powstają takie pierścienie. Patrząc na światła samochodu zbliżającego się we mgle obserwujemy podobne efekty“.

Chociaż najjaśniejszym punktem na zdjęciach z XMM-Newtona jest poświata, pierścienie wokół niej są o wiele bardziej interesujące. “To jak krzyk w kościele” – obrazowo porównuje Vaughan. – “Chociaż krzyk gamma jest głośniejszy, to dzwoniące w Galaktyce echo jest znacznie bardziej przejmujące“. Pierścienie wydają się rozszerzać, ponieważ promieniowanie X pochodzące od pyłu znajdującego się dalej od kierunku, na którym wybuchł GBR 031203 potrzebuje więcej czasu, by do nas dotrzeć. Oczywiście nic nie może poruszać się szybciej od światła. “Przewidzeliśmy to bazując właśnie na skończonej prędkości światła” – mówi Vaughan. – “Nadświetlna prędkość ekspansji to tylko złudzenie, efekt czysto geometryczny“. Wraz ze współpracownikami Vaughan wyjaśnił, że widzimy dwa pierścienie, ponieważ między Ziemią a źródłem błysku gamma znajdują się dwie cienkie warstwy pyłu. Ta bliżej nas jest odpowiedzialna za szerszy pierścień, ta dalsza za węższy.

Ponieważ prędkość rozchodzenia się promieni Rentgena w przestrzeni kosmicznej jest dokładnie znana, zespół z Leicester wyznaczył odległość, w jakiej położone są względem nas obłoki pyłu na podstawie pomiarów szerokości obu pierścieni. Bliższy z nich jest oddalony od Ziemi o 2900 lat świetlnych i prawdopodobnie jest częścią mgławicy Guma, pozostałości po wybuchu supernowej. Dalszy znajduje się w odległości 4500 lat świetlnych. Badania rozkładu pyłu w naszej Galaktyce są o tyle ważne, że miejsca zagęszczenia pyłu wskazują obszary, w których mamy szanse zaobserwować skomplikowane procesy towarzyszące formowaniu się młodych gwiazd.

GRB 031203 to pierwszy zarejestrowany przypadek rozszerzających się pierścieni promieniowania X. Wolniej poruszające się pierścienie światła widzialnego obserwowano czasami wokół supernowych.

Zdjęcia z XMM-Newtona dają też sporo informacji o naturze samego błysku gamma. Błyski gamma to najpotężniejsze eksplozje, jakie obserwujemy we Wszechświecie, a astronomowie wciąż nie są pewni ich przyczyn. Czasem występują podczas wybuchu supernowej, ale jedynie najbardziej masywne gwiazdy, które po przejściu stadium supernowej zapadają się do czarnej dziury są w stanie wywołać błysk gamma. Opóźnione promienie Rentgena z GRB 031203 pozwalają określić jasność błysku z 3 grudnia, który je spowodował. Dotychczas naukowcy dysponowali jedynie danymi z teleskopu Integral. “Pomiary XMM-Newtona są kluczowym elementem potrzebnym do dokładniejszego zbadania mechanizmu błysku” – mówi dr Fred Jansen, naukowiec pracujący przy XMM-Newtonie. – “Im więcej szczegółów dowiemy się na temat błysków gamma, tym bliżsi będziemy zrozumienia jak powstają czarne dziury“.

Na dzień dzisiejszy dane z teleskopów XMM-Newton i Integral są najdokładniejszymi, jakimi dysponują badacze błysków gamma. W tym roku nowy satelita wyposażony w przyrządy do obserwacji promieniwania gamma nazwany Swift zostanie umieszczony na orbicie (więcej o satelicie Swift Postępy w budowie sondy Swift“>tutaj). Jest to efekt współpracy Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Włoch. Swift dołączy do flotylli satelitów mających za zadanie wczesne wykrywanie błysków gamma, na które można później skierować większe teleskopy, takie jak XMM-Newton. Zapowiada się ciekawy sezon dla łowców błysków gamma.

Autor

Jan Urbański

Komentarze

  1. kris    

    1000 x większa od prędkości światła ?! — ??????????

    1. Jan Urbański    

      przeczytaj dalej… — przeczytaj dalej…

  2. Leon8    

    Takie sobie gadanie — Ta prędkość może być i sto milionów razy większa od predkości światła. Jak w piosence Stuhra (pisać każdy może……..)Problem jest w uzasadnieniu tego. Oczekuję takowego (uzasadnienia) na Waszych łamach. Pozdrawiam Leon8

    1. Filip    

      proponuję ci przeczytać tekst, a nie tylko wstęp :)) — Gdybym tego nie zrobił to też zadał bym takiego pytanie :))

    2. Anonymous    

      odpowiedź — Taż ja nic innego nie zrobiłem tylko przeczytałem ten tekst .I dlatego
      protestuje przeciwko BEŁKOTOWI nawet w tytule czy wstępie.Albo poważnie się
      zajmujecie Astronomią albo tylko a`propos? Zdecydujcie sie. Jak to drugie to
      prosze to wyraźnie zaznaczyć. Dalej pozdrawiam Leon8
      PS Adresy mailowe mogli byście podawać prawdziwe.L.

      1. Azzie    

        Adresy

        > PS Adresy mailowe mogli byście podawać prawdziwe.L.

        Podajemy 🙂

        Co najwyżej niektórzy mają dość spamu i doklejają SPAMOWINIE, WYTNIJTO, albo inne wyróżniające się literki do wycięcia. Ich usunięcie prowadzi do powstania prawdziwego adresu, jest to zwyczaj często stosowany na grupach dyskusyjnych.

        Tak czy inaczej, żeby nie było żadnych wątpliwości, ja podaję swój adres bez żadnych udziwnień, więc w razie problemów z kontaktem z wybranym redaktorem proszę przesłać list do mnie, a przekażę go w odpowiednie ręce.

        Pozdrawiam

    3. Rhobaak    

      Wyobraź sobie analogię… — …z rozszerzajacą się sferą (promieniowanie) przecinającą płaszczyznę (pył) i zauważ, że prędkość, z jaką powiększa się przekrój jest dużo większa, niż prędkość powiększania się sfery.

  3. Gal    

    Dzisiaj 1000 razy a za “chwile” 1500 — Myślę, że kluczem do zrozumienia tego pozornego paradoksu jest użyta fraza “Obserwowana prędkość ekspansji pierścieni”, która w połączeniu z informacją “1000 x wieksza od prędkości światła” szokuje. Pod tą frazą powinien być link i najlepiej graficzne wyjasnienie o co chodzi. “Rozszerzajaca się sfera przecinająca płaszczyzn” to ładnie brzmi ale gdyby to “zobaczy na żywo” to byloby łatwiej zaakceptować. A gdyby jeszcze wyjaśnić co to znaczy “obserwowana prędkość” i dlaczego jej 1000 krotnie przewyższenie prędkości światła nie przeszkadzałoby Einsteinowi, to byłoby wspaniale.

  4. Pablo    

    Od 10 lat to juz nic dziwnego ?
    Witam serdecznie !
    Problem przekraczania predkosci swiatla wydaje sie juz byc,
    jak dla mnie, rozwiazany:

    W amerykańskim uniwersytecie w Rochester profesor optyki
    Robert Boyd w maju 2006 roku wprowadził impuls laserowego
    światła do włókna optycznego, zawierającego niewielką ilość
    ERBU. Zanim jeszcze szczyt impulsu rozpoczął podróż we włóknie,
    inny impuls pojawił się – jakby znikąd – na jego drugim końcu.
    Cofający się impuls, który podróżował z prędkością WIĘKSZĄ NIŻ
    PRĘDKOŚĆ ŚWIATŁA oraz oryginalny impuls, spotkały się na
    przodzie włókna, znosząc się nawzajem.

    Podobne wyniki ogłosili w Nature L.J. Wang, A. Kuzmich
    i A. Dogariu z Instytutu Badawczego NEC w Princeton w roku 2000.
    W ich doświadczeniach czoło fali poruszało się z prędkością 310 c.
    L.J. Wang, A. Kuzmich, A. Dogariu, Nature 406 (2000) 277-279.

    W 1993 roku Amerykanin Charles Bennett z ośrodka badawczego
    IBM w Yorktown Heights w USA opublikował pracę, w której
    ominął fundamentalną zasadę Heisenberga, która mówi, że nie
    można zmierzyć jednocześnie dokładnego położenia
    i prędkości elektronu. To dotyczy też innych kwantowych cech
    materii. Bennett wykorzystał tzw. kwantowe splątanie cząstek.

    Z tego wynikało przekazywanie spinów na odległość i to
    z prędkością większą od prędkości światła. Pierwszej teleportacji
    fotonu udało się dokonać zespołowi naukowców z Uniwersytetu
    w Wiedniu pod wodzą Antona Zeilingera w drugiej połowie 1997 r.

    W 2002 roku dokonano kolejnego przesyłu informacji
    z prędkością większą od prędkości światła. Kyo Inoue, Edo Waks
    i inni z uniwersytetu w Stanford wytworzyli “splątane fotony”.
    Rozdzielone pary fotonów umieszczono w odległości około
    jednego metra od siebie na dwóch stołach.
    Stworzono możliwość przekazywania informacji na niewiarygodne
    odległości w rozsądnym czasie.
    Wiele takich doswiadczen przeprowadzono w Austrii.

    Duńscy fizycy pod kierunkiem Eugene Polzika z Uniwersytetu w Aarhus
    na początku 2005 roku “splątali” ze sobą dwie chmury atomów cezu,
    z których każda zawierała kilka miliardów atomów. Chmury te
    wymieniały ze sobą informację o spinie każdego z atomów
    natychmiast (wg obecnych danych). Na pewno była to prędkość
    wielokrotnie większa od prędkości światła !

    Przynajmniej od czasów Fizeau (1851 r) wiadomo, że prędkości
    światła w różnych ośrodkach nie są sobie równe ani równe c.
    Na dodatek istnieją różne od siebie prędkości grupowe i fazowe
    światła. Jednakże zbyt wiele wyjątków od reguły sprowadza
    myślenie na zupełnie nowe tory…
    Moje dylematy jako chemika, przedstawiam na stronie:

    http://organika.w.interia.pl/manpootz.html
    Istnieje wiele podobnych stron na ten temat.

    Kiedys bylem wielkim milosnikiem astronomii, teraz nie
    mam na nia czasu niestety… Szukanie pracy itd.

    Pozdrawiam wszystkich serdecznie –
    Pawel Hoszowski /pauling@megapolis.pl/

Komentarze są zablokowane.