Na podstawie obserwacji z ostatnich czterech miesięcy dokonanych przez satelitę Swift, stawiamy pod znakiem zapytania niektóre podstawowe elementy modelu naukowego opisującego powstawanie GRB. GRB – gamma ray bursts – to inaczej rozbłyski gamma. Powstają one podczas wybuchów bardzo masywnych gwiazd. Niekiedy towarzyszą temu dżety, których energia wytworzona w ciągu jednej sekundy jest porównywalna do energii pracy Słońca w przeciągu 10 miliardów lat.

Tłumaczenie: Wojciech Minko

Kiedy dżety z GRB uderzają z impetem w międzygwiezdny gaz, powstaje intensywna poświata, która przez wiele tygodni może jasno promieniować w zakresie rentgenowskim i innych długościach fali. Co ciekawe, X-ray Telescope (XRT), będący częścią satelity Swift, zaobserwował poświatę widoczną aż 125 dni.

Rozbłysk, który spowodował powstanie dżetów, został dostrzeżony przez Burst Alert Telescope (BAT) w konstelacji Malarza 29 lipca 2006 roku. XRT zauważył GRB 060729 (nazwane od daty detekcji) 124 sekundy po BAT. Po rozbłysku 29 lipca poświata bladła tak wolno, że XRT mógł stale obserwować ją przez miesiące i nawet pod koniec listopada instrument wciąż był w stanie ją wykryć.

Jest to fenomenalna długość życia poświaty, czy też blasku wtórnego. Z reguły jest ona widzialna przez 1-2 tygodni, dopóki jej jasność nie spadnie poniżej progu wykrywalności.

Z pewnością odpowiedzialna za te fakty jest nie tylko niezwykła moc rozbłysku, ale i bliskość gwiazdy do Ziemi, ułatwiająca wykrycie nawet bardzo słabej poświaty.

W ciągu paru sekund strugi materii utorowały sobie drogę na zewnątrz przez warstwy gwiazdy. Na Ziemi wtedy (oczywiście biorąc poprawkę na czas dotarcia fotonów z błysku na Ziemię) notuje się nowy rozbłysk gamma, jak na przykład GRB 060729A.

Powolne słabnięcie poświaty rentgenowskiej niesie ze sobą wiele wskazówek dla dokładnego zrozumienia mechanizmów rządzących GRB. Tak mocna jak w przypadku GRB 060729A poświata wymaga zastrzyku dużej ilości energii, znacznie większej niż to, co normalnie widzimy w rozbłyskach. W dodatku, aby utrzymać jej blask przez prawie pół roku, wydaje się niezbędnym istnienie jakiegoś “wewnętrznego grzejnika” – stałego źródła promieniowania.

Jedna z możliwości to umiejscowienie owego “silnika” w centrum. Niektórzy naukowcy biorą pod uwagę magnetar – gwiazdę neutronową z potężnym polem magnetycznym.

Pole magnetyczne w takim przypadku działa jak hamulec, zmuszając gwiazdę do zmniejszenia tempa rotacji. Energia hamowania może być zamieniona na energię pola magnetycznego, stale wstrzykiwaną do początkowego wybuchu fali, która wzmacnia GRB. Obliczenia wykonane przez Xiang-Yu Wanga z Penn State University wykazują, że energia ta mogłaby zasilać poświatę rentgenowską i podtrzymywać ją przez całe miesiące.

W błysku zaobserwowanym 10 stycznia 2007 poświata była jasna przez 5 godzin, po czym nagle jej jasność spadła dziesięciokrotnie.

W innej pracy naukowej zamieszczonej w Astrophysical Journal, międzynarodowa grupa kierowana przez Eleonorę Troja z INAF-IASF z Palermo we Włoszech potwierdza, że magnetary najlepiej wyjaśniają wyniki obserwacji.

Ludzie przez długi czas myśleli, że GRB są czarnymi dziurami, ale teraz naukowcy zastanawiają się nad innymi możliwościami“, jak mówi głównodowodzący zespołowi Swifta Neil Gehrels z Centrum Lotów Kosmicznych NASA im. Goddarda.

Głęboko w sercu tego dramatycznego wydarzenia jądro gwiazdy skurczyło się do bardzo małych rozmiarów, generując szybko wirującą gwiazdę neutronową z polem magnetycznym biliony, a nawet tryliony mocniejszym od Ziemskiego.

W porównaniu do także długo trwającego błysku GRB 070110, innym zaskakującym rezultatem z GRB 060729 jest to, że poświata rentgenowska nie wykazała żadnych gwałtownych spadków jasności przez aż 125 dni.

Większość dżetów tworzy jakby wąskie stożki, opuszczające przeciwległe rejony gwiazdy, a kąt przy wierzchołku mierzy około 5 stopni. Bazując na dotychczasowej teorii, naukowcy doszli do wniosku, że kąt dżeta GRB musi być szerszy (stożek bardziej rozwarty) i ma co najmniej 28 stopni. Duży rozmiar kątowy dżeta proponowany w przypadku GRB 060729 sugeruje zdecydowanie większą ilość emitowanej energii niż normalnie widzimy w innych GRB.

Te fakty obserwacyjne wciąż czekają na wyjaśnienie w ramach poprawnej teorii, ale jedną z interesujących możliwości jest właśnie bardzo wysokoenergetyczny obiekt jak magnetar, którego istnienie rozwiązałoby zagadkę.

Autor

Redakcja AstroNETu