Credit imagine: Hubble
Trei dintre cele mai mari explozii ale Universului: explozii de raze gamma, licăriri de raze X și supernovele ar putea provine de fapt de la același eveniment - prăbușirea unei stele supermasive. Un astronom din Caltech a descoperit că diferitele tipuri de explozii par să conțină aceeași cantitate de energie, doar s-au împărțit diferit între jeturile cu energie redusă și cele cu energie mare. NASA va lansa o nouă navă spațială de detectare a razelor gamma, numită SWIFT, care ar trebui să poată detecta 100 de busturi cu raze gamma pe an. Acest lucru ar trebui să le dea oamenilor de știință noi ținte de studiu.
În ultimele decenii, astrofizicienii s-au confundat cu originea unor explozii puternice, dar aparent diferite, care aprind cosmosul de mai multe ori pe zi. Un nou studiu din această săptămână demonstrează că toate cele trei arome ale acestor explozii cosmice - explozii de raze gamma, licăriri cu raze X și anumite supernove de tip Ic - sunt de fapt conectate de energia lor explozivă comună, sugerând că un singur tip de fenomen, explozia unei stele masive este vinovatul. Principala diferență între ele este „calea de evacuare” folosită de energie în timp ce fuge de steaua muribundă și de gaura sa neagră nou născută.
În numărul din 13 noiembrie al revistei Nature, studentul absolvent al lui Caltech Edo Berger și un grup internațional de colegi raportează că exploziile cosmice au aproape aceeași energie totală, dar această energie este împărțită diferit între jeturile rapide și lente din fiecare explozie. Această perspectivă a fost posibilă prin observații radio, efectuate la National Radio Astronomy Observatory Very Large Array (VLA) și Caltech’s Owens Valley Radio Observatory, a unei explozii de raze gamma care a fost localizată de satelitul High Energy Transient Explorer (HETE) al NASA. pe 29 martie a acestui an.
Izbucnirea, care la 2,6 miliarde de ani-lumină este cea mai apropiată explozie de raze gamma clasice detectate vreodată, i-a permis lui Berger și celorlalți membri ai echipei să obțină detalii fără precedent despre jeturile care au ieșit de la steaua care moare. Izbucnirea a fost în constelația Leo.
„Prin monitorizarea tuturor rutelor de evacuare, ne-am dat seama că razele gamma sunt doar o mică parte din poveste pentru această explozie”, spune Berger, referindu-se la jetul cuibărit al exploziei din 29 martie, care avea un nucleu subțire de gamă slabă raze înconjurate de un plic lent și masiv care producea undele radio copioase.
"Acest lucru m-a împiedicat", adaugă Berger, "pentru că exploziile cu raze gamma trebuie să producă în principal raze gamma, nu unde radio!"
Izbucnirile cu raze gamma, detectate prima dată accidental în urmă cu zeci de ani de sateliții militari care urmăresc teste nucleare pe Pământ și în spațiu, apar aproximativ o dată pe zi. Până acum, în general, se presupunea că exploziile sunt atât de titanice încât particulele accelerate care se năpustesc în jeturi antipodale dau întotdeauna cantități prodigioase de radiații gamma, uneori timp de sute de secunde. Pe de altă parte, supernovele mai numeroase de tip Ic din partea noastră locală a universului par a fi explozii mai slabe care produc doar particule lente. Lumini de raze X au crezut că ocupă terenul din mijloc.
„Perspectiva dobândită în urma exploziei din 29 martie ne-a determinat să examinăm exploziile cosmice studiate anterior”, spune Berger. „În toate cazurile, am constatat că energia totală a exploziei este aceeași. Aceasta înseamnă că exploziile cosmice sunt fiare cu fețe diferite, dar cu același corp. ”
Potrivit lui Shri Kulkarni, profesor MacArthur de astronomie și știință planetară la Caltech și conducătorul tezei de la Berger, aceste descoperiri sunt semnificative, deoarece sugerează că multe alte explozii ar putea fi nedetectate. „Bazându-ne pe raze gamma sau raze X pentru a ne spune când are loc o explozie, putem expune doar vârful aisbergului cu explozie cosmică.”
Misterul cu care trebuie să ne confruntăm în acest moment, adaugă Kulkarni, este motivul pentru care energia din unele explozii alege o altă cale de evacuare decât în altele.
În orice caz, adaugă Dale Frail, astronom la VLA și coautor al manuscrisului Nature, astrofizicienii vor face aproape sigur progrese în viitorul apropiat. În câteva luni, NASA va lansa un satelit de detectare a razelor gamma cunoscut sub numele de Swift, care este de așteptat să localizeze aproximativ 100 de explozii de raze gamma în fiecare an. Și chiar mai important, noul satelit va transmite poziții foarte precise ale exploziilor în decurs de unu sau două minute de la detectarea inițială.
Articolul care apare în Nature este intitulat „O origine obișnuită pentru explozii cosmice inferite din calorimetria GRB 030329.” În plus față de Berger, autorul principal, și Kulkarni și Frail, ceilalți autori sunt Guy Pooley, de la Observatorul de astronomie radio Mullard al Universității Cambridge; Vince McIntyre și Robin Wark, ambele facilități naționale ale telescopului australian; Sari, profesor asociat de astrofizică și științe planetare la Caltech; Derek Fox, un savant postdoctoral în astronomie la Caltech; Alicia Soderberg, studentă absolvită în astrofizică la Caltech; Sarah Yost, o savantă postdoctorală în fizică la Caltech; și Paul Price, un savant postdoctoral la Institutul pentru astronomie al Universității din Hawaii.
Sursa originală: Comunicat de presă Caltech
