Gigantyczny rozbłysk gamma ujawnia swoje pierwsze sekrety

9 października 2022 roku astronomowie ze wszystkich środowisk byli zachwyceni oszałamiająco gęstym strumieniem promieniowania, który został nazwany ŁÓDŹ, ponieważ Najjaśniejszy wszech czasów (zobacz nasz artykuł).

Jego pochodzenie szybko powiązano z wydarzeniem GRB 221009 A. Jest to Rozbłysk gamma, katastrofalna eksplozja, która zwykle towarzyszy powstawaniu czarnej dziury. Zatem te wskazówki są cennymi zasobami dla badaczy. W szczególności mogą wydobywać fascynujące informacje o cyklu życia gwiazd we wczesnym wszechświecie. Umożliwia to doskonalenie modeli opisujących globalną dynamikę wszechświata.

Jest to zdecydowanie najpotężniejszy typ eksplozji zidentyfikowany do tej pory we wszechświecie. Specjaliści szacują, że każdy burst generuje Taka sama ilość energii, jaką nasze dobre stare słońce mogło wyprodukować przez 10 miliardów lat! I nawet w tej kategorii GRB 221009A jest wyjątkiem.

Naturalnie, była ona przedmiotem szczególnego zainteresowania środowiska naukowego. Od października ubiegłego roku badacze świadomie analizują dane zebrane jesienią 2022 roku. Niedawno zespół opublikował nowe badania opisujące dokładniej tę erupcję.

Wyjątkowo rzadkie i intensywne wydarzenie

Eric Burns, profesor astrofizyki na Louisiana State University, szczegółowo opisał te elementy podczas sympozjum zgłoszonego przez zespoły NASA. I chociaż powściągliwość jest powszechnie znana w nauce, nie wahał się rozgrzać supermaszyny, opisując GRB 221009 A”. To bardzo straszna eksplozja Oddychaj odpowiednio Space.com.

Burns i jego zespół przeprowadzili analizę przekrojową około 7000 rozbłysków gamma wykrytych przez teleskop Fermi i satelitę Wind. Następnie stworzyli modele statystyczne do oszacowania częstotliwości masywnych rozbłysków gamma, a wynik okazał się zdumiewający.

” To rodzaj wydarzenia, które zdarza się tylko raz na 10 000 lat. Burns mówi. ” Istnieje więc uzasadnione prawdopodobieństwo, że jest to najjaśniejszy rozbłysk gamma, jaki dotarł do Ziemi od początku istnienia ludzkiej cywilizacji. „, on myśli.

Oprócz czasu, pierwszym ważnym pytaniem była specyfikacja rzeczywiste nasilenie Od początku. Rzeczywiście, odczyty podawane przez poszczególne instrumenty nie pozwalały na natychmiastową odpowiedź na to pytanie. I nie bez powodu: ta przerażająca eksplozja całkowicie nasyciła czujniki wielu obserwatoriów i satelitów. Innymi słowy, na chwilę stracili go z oczu. Nie mogli więc zidentyfikować wszystkich cech zdarzenia.

Aby to osiągnąć, naukowcy skrzyżowali dane z teleskopu Zamknięte i satelity wiatry z tymi Jicham C iWgląd — HXMTJest to satelita i obserwatorium obsługiwane przez chińskie zespoły. To pozwoliło im ustalić, że GRB 221009A miał ok 70 razy potężniejszy niż najpotężniejsza kosmiczna eksplozja zaobserwowana do tej pory!

I przynajmniej możemy powiedzieć, że nie byli na końcu swoich niespodzianek.

Nagły brak supernowych

Na początek, patrząc na inne wydarzenia związane z GRB 221009A, zauważ również uderzający brak innego zauważalnego zjawiska.

GRB 221009A należy do klasy tak zwanych „długich” rozbłysków gamma, których początkowa emisja trwa dłużej niż dwie sekundy. Astronomowie na ogół uważają, że czarne dziury, które powstały w miejscu początku tych długich erupcji, powstały z innego źródła Grawitacyjne zapadanie się umierającej gwiazdy. Kiedy czarna dziura zaczyna pożerać całą otaczającą ją materię, uwalnia dwa strumienie wysokoenergetycznych cząstek, które poruszają się z prędkością bliską prędkości światła. Kiedy wyłaniają się ze zwłok gwiazdy, generują ogromne ilości promieniowania rentgenowskiego i gamma.

W tym scenariuszu profesjonaliści na ogół spodziewają się zobaczyć A Supernowa – kolejna klasa kosmicznych eksplozji o katastrofalnych proporcjach – kilka tygodni po rozbłysku gamma. Ale od czasu nagrania GRB 221009A zapadła kompletna cisza; Badacze nie znaleźli po nim najmniejszego śladu.

Więc wyciągnęli wszystkie przystanki, utrzymując czas obserwacji za pomocą dwóch teleskopów pierwszego rzędu: Czcigodnego Hubble’a I słynny Jamesa Webba, który od nieco ponad roku rewolucjonizuje astrofizykę. Ale nawet te dwa odnoszące sukcesy obserwatoria wróciły z pustymi rękami.

„ Nie możemy powiedzieć na pewno, że wybuchła supernowa, co jest dość niesamowite, biorąc pod uwagę jasność eksplozji Andrew Levan, profesor astrofizyki na Uniwersytecie Radboud w Holandii, był zaskoczony. „ Jeśli już, to bardzo skryty dodaje.

Istnieją dwa możliwe wyjaśnienia tego zjawiska. Po pierwsze, supernowa była przesłonięta gęstą chmurą pyłu. W tym przypadku nowe obserwacje Jamesa Webba mogą sprawić, że będzie to bardziej zauważalne. Wysokowydajne czujniki na podczerwień są już w stanie widzieć przez te skupiska materiału, które blokują widok standardowych teleskopów. Przypominamy, że umożliwiło to już NASA bezpośrednią obserwację rdzenia żłobków gwiazd, które są tak ważne w globalnej dynamice Wszechświata.

Inną możliwością jest to, że po prostu nie było supernowej. ” Cała gwiazda mogła zapaść się bezpośrednio w czarną dziurę zamiast eksplodować. „mówi Lewan. Zespół zaplanował nowe obserwacje za pomocą Hubble’a i Webba, które mają wielką nadzieję, że pozwolą im rozwiązać tę zagadkę.

Nieznane odniesienia do batalionu

I nie była to jedyna rzecz, która zaskoczyła astronomów. Wykryli również pierwiastki, których nie potrafią wyjaśnić na poziomie opisanych powyżej dżetów cząstek.

W rzeczywistości samoloty te były szczególnie wąskie i skupione, a jeden z nich po prostu był skierowany bezpośrednio w ziemię. Umożliwiło to badanie ich z doskonałą precyzją… i znalezienie wielu rozbieżności z istniejącymi paradygmatami.

” Dwadzieścia pięć lat dobrze wykonanego dotychczas modelowania nie wyjaśnia w pełni tych płaszczyzn. W szczególności znaleźliśmy plik Nowy element radiowy których nie do końca rozumiemy mówi Kate Alexander, astrofizyk rezydent na Uniwersytecie Arizony.

” Może to wskazywać, że w jądrze dżetu znajduje się dodatkowa i jak dotąd nieznana struktura i że być może będziemy musieli ponownie przyjrzeć się modelom opisującym interakcję dżetów z czarnymi dziurami z ich otoczeniem. określ.

Dzięki orientacji samolotu z pewnością będzie można obserwować jego pozostałości przez wiele lat. Będzie to więc wyjątkowa okazja. Astronomowie będą mogli zbadać cały cykl życia dżetów czarnych dziur i spróbować wyjaśnić ich rolę w dynamice wszechświata.

Podświetlanie Drogi Mlecznej

I to nie koniec. Sygnał emitowany przez GRB 221009A był tak intensywny, że podważył Drogę Mleczną. Umożliwiło to astronomom monitorowanie odległych regionów naszej galaktyki. ” Gdy pierwsza fala promieni rentgenowskich dotarła do nas, część z nich odbijała się od warstw pyłu. To stworzyło „lekkie echa” z początkowej eksplozji w formie Duże pierścienie rentgenowskie rozciągający się od epicentrum wybuchu Wyjaśnia komunikat prasowy NASA.

Te epizody są wyjątkowo rzadkie. Astronomowie wykryli ją dopiero po raz siódmy w historii. GRB 221009A wyprodukował łącznie 21 sztuk, trzy razy więcej niż poprzedni posiadacz tytułu.

Dobra wiadomość dla badaczy. W rzeczywistości sposób, w jaki pył rozprasza promieniowanie rentgenowskie, zależy bezpośrednio od kształtu ziaren i ich składu chemicznego. Tak więc każdy krąg stanowi interesujące źródło informacji. Możemy wywnioskować wiele szczegółów na temat obłoków materii wypełniających naszą galaktykę. A to jest bardzo ważne, ponieważ ten pył jest Podstawowy element cyklu życia planet i gwiazd.

Badanie GRB 221009A właśnie się rozpoczęło

Wreszcie badanie GRB 221009A było również okazją do zbadania jednej z największych tajemnic współczesnej astrofizyki. ” Często wyobrażamy sobie czarne dziury jako istoty pożerające wszystko, ale czy w zamian zwracają również energię do wszechświata? pyta Michela Nigro, astrofizyk z prestiżowego Goddard Center należącego do NASA.

Nie dają pełnej odpowiedzi na to palące pytanie. Z drugiej strony uważają, że znaleźli bardzo obiecujące odpowiedzi w danych z Obserwatorium INTEGRAL Europejskiej Agencji Kosmicznej. ” Być może uda się wykazać, że odrzutowce łodzi były napędzane energią pola magnetycznego wzmocnionego przez obrót czarnej dziury wyjaśnia komunikat prasowy.

Taka interpretacja byłaby w każdym przypadku zgodna z innymi modelami bryłowymi. Konieczne będzie więc głębsze zbadanie tej alei. Jeśli zespół dojdzie do ostatecznego wniosku, będzie to ogromny sukces całej podstawowej kosmologii.

Zrozumiesz, że badanie GRB 221009A z pewnością będzie nadal dostarczać astronomom bardzo ważnych informacji w nadchodzących latach. Warto zatem śledzić kolejne publikacje dotyczące tego rozbłysku gamma, ponieważ mogą one znacznie poprawić nasze zrozumienie mechanizmów wszechświata.

Tekst do nauki jest dostępny Tutaj.