Според астронома Андрю Леван има стара поговорка в изучаването на изблици на гама лъчи: „Когато видите един избухване на гама лъчи, вие сте видели… само един гама лъч се спука. Те не са все едно “, каза той по време на пресконференция на 16 април, обсъждащ откриването на много различен вид GRB - тип, който се предлага с нов дълготраен вкус.
Три от тези необичайни дълготрайни звездни експлозии бяха открити наскоро с помощта на спътника Swift и други международни телескопи, а един, наречен GRB 111209A, е най-дългият GRB, наблюдаван някога, с продължителност поне 25 000 секунди или около 7 часа.
„Наблюдавахме най-дългия изблик на гама лъчи в съвременната история и смятаме, че това събитие е причинено от смъртта на син супергигант“, казва Брус Джендър, изследовател, свързан с френския Национален център за научни изследвания, който ръководи това проучване, докато в научния център на Италианската космическа агенция в Фраскати, Италия. „Това предизвика най-мощната звездна експлозия в най-новата история и вероятно след настъпването на Големия взрив.“
Астрономите казаха, че тези три GRB представляват по-рано неразпознат клас от тези звездни експлозии, които произтичат от катастрофалната смърт на свръхгигантски звезди стотици пъти по-големи от нашето Слънце. GRBs са най-светещите и мистериозни експлозии във Вселената. Взривовете излъчват скокове на гама лъчи - най-мощната форма на светлина - както и рентгенови лъчи и те произвеждат последващи светлини, които могат да се наблюдават при оптична и радиоенергия.
Swift, телескопът Fermi и други космически кораби откриват средно около един GRB всеки ден. Що се отнася до това защо този тип GRB не е бил открит досега, Леван обясни, че този нов тип изглежда трудно да се намери поради колко дълго траят.
„Телескопите с гама лъчи обикновено откриват бърз скок, а вие търсите спукване - колко гама лъчи идват от небето“, казва Леван пред Space Magazine. „Но тези нови GRB отделят енергия за дълъг период от време, над 10 000 секунди вместо обичайните 100 секунди. Тъй като е разпространен, е по-трудно да забележим и едва след като Swift стартира, ние имаме възможността да изграждаме изображения на GBS през небето. За да откриете този нов вид, трябва да добавите цялата светлина за дълъг период от време. "
Леван е астроном в Университета на Уоруик в Ковънтри, Англия.
Той добави, че тези дълготрайни GRB вероятно са по-често срещани в миналото на Вселената.
Традиционно астрономите разпознават два типа GRB: къси и дълги въз основа на продължителността на сигнала на гама-лъчите. Кратките изблици продължават две секунди или по-малко и се смята, че представляват сливане на компактни обекти в двоична система, като най-вероятните заподозрени са неутронни звезди и черни дупки. Дългите GRBs могат да продължат от няколко секунди до няколко минути, като типичната продължителност е между 20 и 50 секунди. Смята се, че тези събития са свързани с падането на звезда много пъти от масата на Слънцето и в резултат на това раждането на нова черна дупка.
„Това е много случаен процес и всеки GRB изглежда много различен“, каза Леван по време на брифинга. „Всички те имат диапазон на продължителност и диапазон от енергии. Ще е необходима много по-голяма извадка, за да се види дали този нов тип има по-сложни от обикновените изблици на гама лъчи. “
Всички GRB генерират мощни струи, които задвижват материята с почти скоростта на светлината в противоположни посоки. Докато те взаимодействат с материята в и около звездата, струите произвеждат шип от високоенергийна светлина.
Джендър и неговите колеги направиха подробно проучване на GRB 111209A, което изригна на 9 декември 2011 г., използвайки данни от гама-лъчи от инструмента Konus на космическия кораб на НАСА на НАСА, рентгенови наблюдения от Swift и спътника XMM-Newton на Европейската космическа агенция и оптични данни от роботизираната обсерватория TAROT в Ла Сила, Чили. 7-часовият взрив е далеч най-дълготрайната GRB, регистрирана досега.
Друго събитие, GRB 101225A, избухна на 25 декември 2010 г. и доведе до високоенергийни емисии за най-малко два часа. Впоследствие наречен „Коледен взрив“, разстоянието на събитието беше неизвестно, което доведе два екипа да стигнат до коренно различни физически интерпретации. Една група заключи, че взривът е причинен от астероид или комета, падаща върху неутронна звезда в нашата собствена галактика. Друг екип определи, че спукването е резултат от събитие за сливане в екзотична двоична система, разположена на около 3,5 милиарда светлинни години.
„Вече знаем, че коледният взрив се е случил много по-далеч, повече от половината от наблюдателната вселена и следователно е далеч по-мощен, отколкото са предполагали тези изследователи“, каза Леван.
Използвайки Северния телескоп на Близнаци на Хаваите, Леван и неговият екип получиха спектър от слабата галактика, която бе домакин на коледното пръсване. Това даде възможност на учените да идентифицират емисионните линии на кислород и водород и да определят колко тези линии са изместени към по-ниски енергии в сравнение с появата им в лаборатория. Тази разлика, известна на астрономите като червено изместване, поставя избухването на около 7 милиарда светлинни години.
Екипът на Леван също изследва 111209A и по-скорошния избухване 121027A, който избухна на 27 октомври 2012 г. Всички показват сходни рентгенови, ултравиолетови и оптични излъчвания и всички възникват от централните райони на компактни галактики, които активно образуват звезди. Астрономите стигнаха до извода, че и трите GRB представляват нов вид GRB, който наричат "ултра дълги" изблици.
„Свръх дългите GRB възникват от много големи звезди - каза Леван,„ може би толкова големи, колкото орбитата на Юпитер. Тъй като материалът, попадащ върху черната дупка от ръба на звездата, трябва да падне допълнително, отнема повече време, за да стигнете до там. Тъй като отнема по-дълго време, той задвижва джета за по-дълго време, като му дава време да се измъкне от звездата. “
Леван каза, че звездите на Wolf-Rayet най-добре отговарят на описанието. „Те са родени с повече от 25 пъти масата на Слънцето, но те изгарят толкова горещо, че прогонват дълбокия си най-външен слой водород като излив, който наричаме звезден вятър“, каза той. Отстраняването на атмосферата на звездата оставя обект, достатъчно масивен, за да образува черна дупка, но достатъчно малък, за да може да се пробият струите на частиците във време, типично за дълги GRB
Джон Греъм и Андрю Фрухтер, и двамата астрономи от Научния институт за космически телескопи в Балтимор, предоставиха подробности, че този син супергигант съдържа сравнително скромни количества елементи, по-тежки от хелия, които астрономите наричат метали. Това пасва на очевидно парче пъзел, че изглежда, че тези ултра дълги GRB имат силно присъщи предпочитания към среди с ниска металност, които съдържат само следи от елементи, различни от водород и хелий.
"GRBs с висока металичност с голяма продължителност съществуват, но са редки", каза Греъм. „Те се появяват с около 1/25-та степен (на единица образуване на звезди) на събитията с ниска металност. Това е добра новина за нас тук, на Земята, тъй като вероятността този тип GRB да излети в нашата собствена галактика е далеч по-малка, отколкото се смяташе досега. “
Астрономите обсъдиха своите открития във вторник по време на симпозиума за избухване на гама-лъчи в Хантсвил в Нешвил, Тен., Среща, спонсорирана отчасти от Университета на Алабама в Хънтсвил и мисиите на космическия телескоп за бързи и ферми на НАСА на НАСА. Констатациите на Джендър се появяват в изданието от 20 март на The Astrophysical Journal.
Хартия: „Свръх дългият гама-лъч Burst 111209A: Сривът на син супергигант?“ B. Genre et al.
Хартия: „Металната отвращение от LGRBs.“ J. F. Graham и A. S. Fruchter.
Източници: Телеконференция, НАСА, Университет на Уоруик, CNRS
