Животната последователност на звездите, завършваща с образуването на черна дупка. Кредит за изображение: Nicolle Rager Fuller / NSF Увеличи
Само няколкостотин милиона години след Големия взрив, масивна звезда изчерпа горивото си, срути се като черна дупка и избухна като избухнал гама лъч. Радиацията от това катастрофално събитие е достигнала едва сега Земята и астрономите я използват, за да надникнат в най-ранните моменти на Вселената. Спукът, наречен GRB 050904, беше наблюдаван от спътника на НАСА Swift на 4 септември 2005 г. Едно необичайно нещо при този спусък е, че той продължи 500 секунди - повечето са приключили за част от това време.
Той дойде от ръба на видимата вселена, най-далечната експлозия, открита някога.
В този седмичен брой на Nature, учени от Penn State University и техните американски и европейски колеги обсъждат как тази експлозия, открита на 4 септември 2005 г., е резултат от масивна звезда, срутила се в черна дупка.
Експлозията, наречена избухване на гама-лъчи, идва от ера, скоро след като звездите и галактиките за първи път се образуват, около 500 милиона до 1 милиард години след Големия взрив. Сега Вселената е на 13,7 милиарда години, така че септемврийският взрив служи като сонда за изследване на условията на ранната Вселена.
"Това беше масивна звезда, която живееше бързо и умираше млада", казва Дейвид Бъроус, старши учен и професор по астрономия и астрофизика в Penn State, съавтор на един от трите доклада за тази експлозия, публикувани тази седмица в Nature. "Тази звезда вероятно беше доста по-различна от вида, който виждаме днес, от типа, който можеше да съществува само в ранната Вселена."
Спукът, наречен GRB 050904 след датата, на която е забелязан, бе засечен от спътника на НАСА Swift, който се управлява от Penn State. Суифт предостави координатите за спукване, така че други спътници и наземни телескопи да могат да наблюдават спукването. Обикновено избухванията продължават само 10 секунди, но последващото светене ще се задържи няколко дни.
GRB 050904 произхожда 13 милиарда светлинни години от Земята, което означава, че се е случило преди 13 милиарда години, тъй като отне толкова време светлината да достигне до нас. Учените откриха само няколко обекта на повече от 12 милиарда светлинни години, така че избухването е изключително важно за разбирането на Вселената извън обсега на най-големите телескопи.
"Тъй като избухването беше по-ярко от милиард слънца, много телескопи биха могли да го изучат дори от такова огромно разстояние", казва Бъроузс, чийто анализ се фокусира главно върху данните на Суифт от трите му телескопа, обхващащи диапазон от гама-лъчи, рентгенови лъчи и съответно ултравиолетови / оптични дължини на вълната. Burrows е водещият учен за рентгеновия телескоп на Суифт.
Екипът на Swift намери няколко уникални функции в GRB 050904. Спукването беше дълготрайно около 500 секунди - а опашният край на спукването показа множество отблясъци. Тези характеристики предполагат, че новосъздадената черна дупка не се е образувала моментално, както някои учени смятат, а по-скоро е по-дълго хаотично събитие.
По-близките изблици на гама-лъчи нямат толкова много пламъци, което предполага, че най-ранните черни дупки може да са се образували различно от тези в съвременната епоха, каза Бъроуз. Разликата може да бъде, защото първите звезди бяха по-масивни от съвременните звезди. Или може да е резултат от средата на ранната вселена, когато първите звезди започнаха да преобразуват водород и хелий (създаден в Големия взрив) в по-тежки елементи.
GRB 050904 всъщност показва намеци за новоизсечени по-тежки елементи, според данни от наземни телескопи. Това откритие е тема на втора статия за природата на японска група, водена от Нобуюки Кавай от Токиоския технологичен институт.
GRB 050904 също демонстрира дилатация на времето, резултат от огромното разширяване на Вселената през 13 милиарда години, отнели светлината да достигне до нас на Земята. Това разширение води до това, че светлината изглежда много по-червена, отколкото когато е била излъчена при спукването, а също така променя и нашето възприятие за времето в сравнение с вътрешния часовник на спукването.
Тези фактори са работили в полза на учените. Екипът на щата Пен завъртя инструментите на Суифт около 2 минути след началото на събитието. Спукването обаче се развиваше сякаш беше в забавено движение и беше само около 23 секунди в спукването. Така учените можеха да видят спукването на много ранен етап.
На по-голямо разстояние е открит само един друг обект - квазар. И въпреки че квазарите са свръхмасивни черни дупки, съдържащи масата на милиарди звезди, този взрив идва от една-единствена звезда. Откриването на GRB 050904 потвърждава, че масивни звезди се смесиха с най-старите квазари. Той също така потвърждава, че още повече експлозии на далечни звезди - може би от първите звезди, казват теоретиците - могат да бъдат изследвани чрез комбинация от наблюдения със Суифт и други телескопи от световна класа.
"Ние проектирахме Суифт да търси слаби изблици, идващи от ръба на Вселената", казва Нийл Герелс от Центъра за космически полети на NASA Goddard в Грийнбелт, Мериленд, главен изследовател на Суифт. „Сега имаме един и е очарователно. За първи път можем да научим за отделни звезди от близо началото на времето. Със сигурност има още много. “
Swift е пуснат на пазара през ноември 2004 г. и е напълно действащ до януари 2005 г. Swift носи три основни инструмента: телескоп за предупреждение за спукване, рентгенов телескоп и ултравиолетов / оптичен телескоп. Гама-детекторът на Swift, телескопът Burst Alert, осигурява бързото първоначално местоположение, е построен предимно от центъра за космически полети на NASA Goddard в Greenbelt и Националната лаборатория в Лос Аламос и е конструиран в GSFC. Рентгеновият телескоп на Swift и UV / оптичният телескоп са разработени и изградени от международни екипи, ръководени от Penn State, и опират до голяма степен опита на всяка институция с предишни космически мисии. Рентгеновият телескоп е резултат от сътрудничеството на Пен с Университета в Лестър в Англия и Астрономическата обсерватория Брера в Италия. Ултравиолетовият / оптичният телескоп е резултат от сътрудничеството на Penn с Лабораторията за космическа наука Mullard на University College-London. Тези три телескопа дават на Swift възможността да извършва почти незабавни последващи наблюдения на повечето изблици на гама-лъчи, защото Swift може да се върти толкова бързо, че да сочи към източника на гама-сигнала.
Оригинален източник: PSU News Release
