Разгадаването на мистерията на Gamma Ray Bursts (GRBs) е история, изпълнена с международни интриги, фантастични твърдения, сериозно проследяване на заден план и постепенни подобрения в нашето разбиране за истинската същност и последиците от най-енергичните, разрушителни сили във Вселената. Нови резултати от екип от учени, изучаващи така наречените „тъмни изблици на гама-лъчи“, здраво щракнаха ново парче в пъзела GRB. Това изследване е представено в документ, който ще се появи в списанието Astronomy & Astrophysics на 16 декември 2010 г.
Откриването на GRBs беше неочакван резултат от американската космическа програма и военните водещи раздели на руснаците, за да проверят спазването на договора за забрана на ядрени изпитания от студената война. За да сме сигурни, че руснаците не са взривявали ядрени оръжия от далечната страна на Луната, космическият кораб Вела от 60-те години е оборудван с детектори на гама лъчи. Луната може да скрие очевидната сигнатура на рентгенови лъчи от далечната страна, но гама лъчите ще проникнат точно през Луната и ще бъдат открити от спътниците на Вела.
До 1965 г. става ясно, че събития, които са задействали детекторите, но очевидно не са подписи на ядрени детонации, така че те са внимателно и тайно, подадени за бъдещо проучване. През 1972 г. астрономите успяват да изведат направленията за събитията с достатъчна точност, за да изключат Слънцето и Земята като източници. Те стигнаха до извода, че тези гама-събития са „с космически произход“. През 1973 г. това откритие е обявено в Astrophysical Journal.
Това създаде доста раздвижване в астрономическата общност и в литературата започнаха да се появяват десетки статии за GRB и техните причини. Първоначално повечето предположиха произхода на тези събития, идващи от нашата собствена галактика. Напредъкът беше болезнено бавен до пускането през 1991 г. на Обсерваторията Compton Gamma Ray. Този спътник предостави решаващи данни, показващи, че разпределението на GRB не е предразположено към определена посока в пространството, например към галактическата равнина или към центъра на Галактиката на Млечния път. GRB идваха отвсякъде навсякъде около нас. Те са „космически“ по произход. Това беше голяма стъпка в правилната посока, но създаде още въпроси.
В продължение на десетилетия астрономите търсеха колега, който и да е астрономически обект, съвпадащ с наскоро наблюдаван взрив. Но липсата на прецизност в разположението на GRB от инструментите на деня осуетява опитите да се определят източниците на тези космически експлозии. През 1997 г. BeppoSAX открива GRB в рентгенови лъчи малко след събитие, а оптичното след сияние е открито 20 часа по-късно от телескопа Уилям Хершел. Дълбоките изображения успяха да идентифицират слаба, далечна галактика като домакин на GRB. В рамките на една година спорът за разстоянията до GRB приключи. GRBs се срещат в изключително далечни галактики. Тяхната връзка със свръхновите и смъртта на много масивни звезди също даде улики за естеството на системите, които произвеждат GRB.
Не мина много време преди състезанието за идентифициране на оптични последващи светлини на GRB, загряти, а новите спътници помогнаха да се определят местата на тях след светила и техните хостващи галактики. Сателитът Swift, пуснат на пазара през 2004 г., е оборудван с много чувствителен детектор на гама лъчи, както и рентгенови и оптични телескопи, които могат бързо да се убиват, за да наблюдават автоматично изгарянето след избухване, както и да изпращат известия до мрежа от телескопи на земята за бързо проследяване на наблюденията.
Днес астрономите разпознават две класификации на GRBs, събития с голяма продължителност и краткотрайни събития. Кратките изблици на гама-лъчи вероятно се дължат на сливане на неутронни звезди и не са свързани със свръхнови. Дълготрайните изблици на гама-лъчи (GRBs) са от решаващо значение за разбирането на физиката на експлозиите на GRB, влиянието на GRB върху тяхното обкръжение, както и последиците на GRB върху ранното формиране на звезди и историята и съдбата на Вселената.
Въпреки че обикновено се откриват рентгенови следи за всеки GRB, някои все още отказват да се откажат от оптичното си последващо светене. Първоначално тези GRBs с рентгенови лъчи, но без оптични последващи светлини, са били с монети „тъмни GRBs“. Дефиницията на „спукване на тъмни гама-лъчи“ е прецизирана чрез добавяне на ограничение за време и яркост и чрез изчисляване на общия изход на енергия на GRB.
Тази липса на оптичен подпис може да има няколко произхода. Последващото светене може да има присъща ниска осветеност. С други думи, може да има просто ярки GRB и слаби такива. Или оптичната енергия може да бъде силно погълната от интервенционен материал, или локално около GRB, или по протежение на линията на зрението през приемната галактика. Друга възможност е светлината да бъде на толкова високо червено изместване, че завиването и поглъщането от междугалактичната среда би забранило откриването в R лентата, често използвана за извършване на тези детекции.
В новото проучване астрономите комбинираха данните на Swift с нови наблюдения, направени с помощта на GROND, специализиран инструмент за проследяване на GRB, прикрепен към 2,2-метров телескоп MPG / ESO в La Silla в Чили. GROND е изключителен инструмент за изследване на последващите светения на GRB. Той може да наблюдава изблик в рамките на минути от сигнал, идващ от Суифт, и има възможност да наблюдава през седем филтъра едновременно, покривайки видимите и близко инфрачервените части на спектъра.
Чрез комбиниране на GROND данни, взети през тези седем филтъра, със наблюденията на Swift, астрономите успяха точно да определят количеството светлина, излъчвана от следсветяването, при широко различаващи се дължини на вълната, чак от високоенергийни рентгенови лъчи до почти инфрачервени. След това те използваха тези данни, за да измерват директно количеството на затъмняващия прах между GRB и наблюдатели на Земята. За щастие, екипът откри, че тъмните GRB не изискват екзотични обяснения.
Това, което те откриха, е, че значителна част от спукванията са затъмнени до около 60–80 процента от първоначалния им интензитет чрез затъмняване на прах. Този ефект е преувеличен за много далечните изблици, като позволява на наблюдателя да вижда само 30–50 процента от светлината. Доказвайки, че това е така, тези астрономи окончателно са решили пъзела на липсващите оптични последващи светлини. Тъмните изблици на гама-лъчи са просто онези, на които видимата им светлина е била напълно отстранена, преди да достигне до нас.
