Художник илюстратор на черна дупка, консумираща неутронна звезда. Кредит за изображение: Дана Бери / НАСА. Щракнете за уголемяване
Учените са решили 35-годишна мистерия за произхода на мощни светкавици с разделителна секунда, наречени кратки изблици на гама-лъчи. Тези светкавици, по-ярки от милиард слънца, но продължили само няколко милисекунди, са били твърде бързи, за да се хванат ... досега.
Ако се досетите, че става въпрос за черна дупка, вие сте поне наполовина права. Кратките изблици на гама-лъчи възникват при сблъсъци между черна дупка и неутронна звезда или между две неутронни звезди. При първия сценарий черната дупка се стича до неутронната звезда и става по-голяма. Във втория сценарий двете неутронни звезди създават черна дупка.
Изблиците на гама-лъчи, най-мощните известни експлозии, бяха открити за първи път в края на 60-те години. Те са случайни, мимолетни и могат да се появят от всеки регион на небето. Опитайте да намерите местоположението на светкавица от камера някъде на обширен спортен стадион и ще имате усещане за предизвикателството, с което се сблъскват ловците на гама-лъчи. Разрешаването на тази мистерия взе безпрецедентна координация между учените, използващи множество наземни телескопи и спътници на НАСА.
Преди две години учените откриха, че по-дългите изблици, продължили над две секунди, възникват от експлозията на много масивни звезди. Около 30 процента от изблиците обаче са кратки и под две секунди.
От май са открити четири кратки изблици на гама-лъчи. Два от тях са представени в четири статии в броя на Nature от 6 октомври. Един взрив от юли предоставя доказателства за „пушенето за пушене“ в подкрепа на теорията за сблъсък. Друг взрив отива крачка по-напред, като предоставя мъчителни, за първи път доказателства за черна дупка, изяждаща неутронна звезда - първо разтягане на неутронната звезда в полумесец, поглъщане и след това поглъщане на трохи от счупената звезда за минути и часове, които последва.
Тези открития могат да помогнат и за директното откриване на гравитационни вълни, никога досега не виждани. Такива сливания създават гравитационни вълни или пулсации в космическото време. Кратките изблици на гама-лъчи могат да кажат на учените кога и къде да търсят пулсациите.
„Избухванията на гама-лъчи като цяло са трудно известни, но най-късите са до невъзможност да бъдат закрепени“, казва д-р Нийл Герелс от Центъра за космически полети на NASA Goddard в Greenbelt, Md., Главен изследовател на спътника на НАСА Swift. и водещ автор в един от докладите на Nature. „Всичко това се промени. Сега имаме инструментите, за да изучаваме тези събития. "
Сателитът Swift засече кратък изблик на 9 май, а преходният изследовател на НАСА с висока енергия (HETE) засече друг на 9 юли. Това са двата изблици, представени в Nature. Swift и HETE бързо и автономно предадоха координатите за спукване на учените и обсерваториите чрез мобилен телефон, бийпъри и електронна поща.
Събитието на 9 май бе първият път, в който учените идентифицираха последващо сияние за кратък изблик на гама-лъчи, нещо обикновено наблюдавано след дълги изблици. Това откритие беше предмет на прессъобщение на НАСА от 11 май. Новите резултати, публикувани в Nature, представляват задълбочени анализи на тези две спукани последващи светлини, които засилват случая на произхода на кратките изблици.
„Имахме представа, че кратките изблици на гама-лъчи са дошли от неутронна звезда, която се е разбила в черна дупка или друга неутронна звезда, но тези нови открития не оставят никакво съмнение“, казва д-р Дерек Фокс от Penn State, водещ автор на един доклад на Nature подробно наблюдение на многовълнова дължина.
Екипът на Fox откри рентгеновото сияние след избухването на 9 юли с рентгеновата обсерватория Чандра на НАСА. Екип, ръководен от проф. Йенс Хьорт от Университета в Копенхаген, след това идентифицира оптичния следсвет, използвайки датския 1,5-метров телескоп в обсерваторията Ла Сила в Чили. След това екипът на Fox продължи проучванията си за последващото светене с космическия телескоп Hubble на НАСА; телескопите du Pont и Swope в Лас Кампанас, Чили, финансирани от институцията Карнеги; телескопът Subaru на Мауна Кеа, Хаваи, управляван от Националната астрономическа обсерватория на Япония; и Много големият масив, участък от 27 радиотелескопа близо до Сокоро, щата Н.М., управляван от Националната обсерватория за радиоастрономия.
Многовълновото наблюдение на избухването на 9 юли, наречено GRB 050709, предостави всички парчета от пъзела, за да разрешат късата загадка на разрушаването.
„Мощните телескопи не откриха свръхнова, докато гама-лъчът избледня, спорейки срещу експлозията на масивна звезда“, казва д-р Джордж Рикър от MIT, главен изследовател на HETE и съавтор на друга статия от Nature. „Избухването на 9 юли беше като кучето, което не лаеше.“
Рикър добави, че избухването на 9 юли и вероятно избухването на 9 май се намират в покрайнините на техните хостващи галактики, където се очаква да бъдат старите сливащи се двоични файлове. Не се очакват кратки изблици на гама-лъчи в млади галактики, образуващи звезди. Необходими са милиарди години, докато две масивни звезди, свързани в двоична система, първо се развиват до фазата на черна дупка или неутронна звезда и след това да се слеят. Преходът на звезда към черна дупка или неутронна звезда включва експлозия (свръхнова), която може да изстреля бинарната система далеч от нейния произход и към ръба на своята приемна галактика.
Това избухване на 9 юли и по-късно на 24 юли показаха уникални сигнали, които сочат не просто старо сливане, но по-точно черна дупка - сливане на неутронна звезда. Учените видяха шипове на рентгенова светлина след първоначалния изблик на гама-лъчи. Бързата част на гама-лъчите вероятно е сигнал за черната дупка, поглъщаща по-голямата част от неутронната звезда. Следващите минути до часове рентгеновите сигнали могат да бъдат трохи от материал от неутронни звезди, попадащи в черната дупка, малко като десерт.
И има още. Сливанията създават гравитационни вълни, пулсации в предвиденото от Айнщайн пространствено време, но никога не са открити директно. Избухването на 9 юли беше на около два милиарда светлинни години. Голямо сливане по-близо до Земята може да бъде открито от Лазерната интерферометрова обсерватория на гравитационните вълни на Националната научна фондация (LIGO). Ако Суифт открие близко късо спукване, учените от LIGO могат да се върнат назад и да проверят данните с точен час и местоположение предвид.
„Това е добра новина за LIGO“, каза д-р Алберт Лазарини от лаборатория LIGO в Caltech. „Връзката между кратките изблици и сливанията фирми повишава прогнозните ставки за LIGO и те изглежда са в края на предишните оценки. Също така, наблюденията осигуряват досадни намеци за сливания на черна дупка - неутронни звезди, които не са били открити досега. По време на предстоящото целогодишно наблюдение на LIGO може да открием гравитационни вълни от такова събитие. "
Черна дупка - сливане на неутронна звезда би генерирало по-силни гравитационни вълни от две сливащи се неутронни звезди. Въпросът сега е колко често се срещат и доколко тези сливания са близки. Swift, стартиран през ноември 2004 г., може да даде този отговор.
Оригинален източник: NASA News Release
