Ulterior raze X de la GRB 080916C apare portocaliu și galben în această imagine care îmbină imaginile de pe telescoapele UltraViolet / Optică și cu raze X de la Swift. Credit: NASA / Swift / Stefan Immler
Cercetătorii care folosesc telescopul spațial cu raze gamma Fermi raportează o explozie cu raze gamma care aruncă în aer orice au văzut. Explozia, înregistrată toamna trecută în constelația Carina, a eliberat energia a 9.000 de supernove.
Prăbușirea stelelor foarte masive poate produce explozii violente, însoțite de explozii puternice de lumină cu raze gamma, care sunt unele dintre cele mai strălucitoare evenimente din univers. Izbucnirile tipice cu raze gamma emit fotoni cu energii cuprinse între 10 volți kiloelectron și aproximativ 1 megaelectron volt. Fotoni cu energii de peste megaelectron volți au fost văzuți în unele ocazii foarte rare, dar distanțele la sursele lor nu au fost cunoscute. Un consorțiu internațional de cercetare raportează în numărul acestei săptămâni al revistei Science Express că Telescopul spațial Gamma-Ray Fermi a detectat fotoni cu energii cuprinse între 8 volți kiloelectron și 13 volți gigaelectroni care sosesc din explozia de raze gamma 080916C.
Explozia, denumită GRB 080916C, a avut loc imediat după miezul nopții GMT pe 16 septembrie (19:13 pe 15 în estul SUA). Două dintre instrumentele științifice ale lui Fermi - Telescopul pentru Zonă Mare și Monitorul de izbucnire cu raze Gamma - au înregistrat simultan evenimentul. Împreună, cele două instrumente oferă o viziune asupra emisiilor de raze gamma ale energiilor cuprinse între 3.000 și mai mult de 5 miliarde de ori mai mare decât cea a luminii vizibile.
O echipă condusă de Jochen Greiner la Institutul Max Planck pentru fizică extraterestră din Garching, Germania, a stabilit că explozia s-a produs la 12,2 miliarde de ani lumină distanță folosind detectorul optic / aproape infraroșu Gamma-Ray Burst (GROND) pe 2,2 metri Telescop (7,2 ft) la Observatorul European din La Silla, Chile.
„Deja, aceasta a fost o explozie interesantă”, spune Julie McEnery, un om de știință adjunct al proiectului Fermi la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland. „Dar cu distanța echipei GROND, a trecut de la interesant la extraordinar.”
Astronomii cred că majoritatea exploziilor cu raze gamma apar atunci când stele exotice masive rămân fără combustibil nuclear. Pe măsură ce miezul unei stele se prăbușește într-o gaură neagră, jeturile de material - alimentate de procese încă pe deplin înțelese - explodează spre exterior aproape la viteza luminii. Jeturile au traversat steaua care se prăbușește și continuă în spațiu, unde interacționează cu gazul vărsat anterior de stea. Acest lucru generează neplăceri strălucitoare care se estompează cu timpul.
Explozia nu este numai spectaculoasă, ci și enigmatică: o curioasă întârziere în timp separă emisiile cu cea mai mare energie de cele mai scăzute. Un astfel de decalaj de timp a fost văzut clar într-o singură explozie anterioară, iar cercetătorii au mai multe explicații de ce poate exista. Este posibil ca întârzierile să poată fi explicate de structura acestui mediu, cu raze gamma cu energie redusă și cu energie mare „provenind din diferite părți ale jetului sau create printr-un mecanism diferit”, a declarat investigatorul principal al telescopului de arie mare Peter Michelson , un profesor de fizică al Universității Stanford afiliat cu Departamentul Energiei.
O altă teorie mult mai speculativă sugerează că, probabil, întârzierile de timp nu rezultă din nimic din mediul din jurul găurii negre, ci din călătoria lungă a razelor gamma de la gaura neagră la telescoapele noastre. Dacă ideea teoretizată a gravitației cuantice este corectă, atunci la cel mai mic spațiu la scară nu este un mediu neted, ci o spumă fierbinte și zbuciumată de „spumă cuantică”. Razele gamma cu energie mai mică (și deci mai ușoare) ar călători mai rapid prin această spumă decât razele gamma cu energie mai mare (și deci mai grele). Pe parcursul a 12,2 miliarde de ani-lumină, acest efect foarte mic s-ar putea ridica la o întârziere semnificativă.
Rezultatele Fermi oferă cel mai puternic test până în prezent al vitezei consistenței luminii la aceste energii extreme. Deoarece Fermi observă mai multe explozii de raze gamma, cercetătorii pot căuta întârzieri de timp care variază în raport cu explozii. Dacă este prezent efectul gravitațional cuantic, intervalele de timp ar trebui să varieze în raport cu distanța. Dacă mediul din jurul originii exploziei este cauza, decalajul ar trebui să rămână relativ constant indiferent cât de departe a avut loc explozia.
„Această explozie ridică tot felul de întrebări”, spune Michelson. „În câțiva ani, vom avea un eșantion destul de bun de explozii și este posibil să avem câteva răspunsuri.”
Sursa: Eurekalert
