Visoje, maždaug 7,5 milijardo šviesmečių atstumu, mirštanti žvaigždė paleido aukščiausio energijos lygio šviesos astronomus, kuriuos kada nors matė. Ir šios šviesos dalelės, arba fotonai, padeda astronomams suprasti, kaip šios dalelės padidina tokias ekstremalias energijas.
Astronomai rado ypač aukštos energijos fotonus, kai jie žiūrėjo į įvykį, vadinamą gama spindulių sprogojimu arba GRB. Manoma, kad dėl neutroninių žvaigždžių ar didžiulės žvaigždės griūties gama spinduliuotės sprogimai atsiranda staiga, kartais tik sekundės daliai. Vienas iš šių trumpalaikių sprogimų gali išleisti daugiau energijos, nei saulė sukeltų per savo gyvenimą. Šie įvykiai sunkiai suvokiami, tačiau po sprogimo įvyksta antrinis švytėjimas. Šviesa iš pomirtinio švytėjimo yra silpnesnė, tačiau trunka ilgiau, todėl astronomai gali ją detaliai išmatuoti.
2019 m. Sausio 14 d. Dviem tokiais kosminiais teleskopais per automatinę sistemą buvo aptiktas vienas toks gama spindulių sprogimas, pavadintas GRB 190114C. Per 22 sekundes astronomai Žemėje nukreipė savo antžeminius teleskopus, kad išmatuotų po įvykio buvusį švytėjimą.
„Mes ieškojome daugiau nei 20 metų“, - sakė Razmikas Mirzoyanas, pagrindinio atmosferos gama vaizduojančio Čerenkovo teleskopo atstovas. („MAGIC“) bendradarbiavimą ir naujojo tyrimo bendraautorį, pasakojo „Live science“. Kad jiems pavyko surasti šį tą, Mirzoyanas teigė: „tai nebuvo vien sėkmė, tai tiesiog atkaklumas“.
Astronomine prasme, įvykis buvo gana artimas, o tai leido astronomams išmatuoti papildomą pašvytėjimą dideliu bangų ilgių diapazonu. Per kitas 10 dienų mokslininkai surinko duomenis iš šešių palydovų ir 15 antžeminių teleskopų, kurie aptiko spinduliuotę bangų ilgio diapazone nuo radijo iki ultravioletinės šviesos.
Analizuodami matavimus nuo pirmųjų dešimčių sekundžių po sprogimo, astronomai rado fotonus su trilijonų elektronų voltų energijomis - tai yra trilijonus kartų didesnė nei tipiškų fotonų, gaunamų iš saulės, energijos.
Nors fotonai, kurių energija viršija 1 trilijoną elektronų voltų, buvo aptikti anksčiau nei iš kitų astrofizinių šaltinių, tokių kaip supernovų liekanos, nebuvo žinoma, kad jie būtų kilę iš GRB.
Daugelio ilgių duomenys padėjo astronomams nustatyti, kaip dalelės buvo maitinamos. Mažesnės energijos fotonai buvo išlaisvinti dalelėmis, spiralinėmis aplink magnetinius laukus procese, vadinamame sinchrotrono spinduliuote. Atvirkščiai, rekordiniai, ypač aukštos energijos fotonai buvo pagreitinti per susidūrimus su didelės energijos elektronais - mechanizmo, kurį mokslininkai vadina atvirkštiniu-Komptono išsibarstymu, variacija. Išvados patvirtina teorijas apie GRB ir padeda astronomams suprasti šių keistų sprogimų fiziką.
„Praėjus daugiau nei 50 metų nuo tada, kai GRB buvo pirmą kartą aptikti, daugelis jų esminių aspektų vis dar lieka paslaptingi“, - sakoma Mirzoyan pranešime. "Garso spinduliuotės išmetimas iš GRB 190114C ... rodo, kad GRB sprogimai yra dar galingesni, nei manyta anksčiau."
Nors astronomai ilgai ieškojo tokių ypač aukštos energijos fotonų, GRB 190114C nebuvo retas įvykis - tiesiog toks, kurį sunku pagauti. Tokių teleskopų kaip MAGIC ir „High Energy Stereoscopic System“ (H.E.S.S.), kurie yra skirti aptikti ypač aukštos energijos gama spindulius, ir automatinių sistemų, skirtų aptikti pradinius GRB, dėka mokslininkai tikisi ateityje sugauti daugiau tokių ypač aukštos energijos fotonų.
„Įeiname į naują ypač aukštos energijos fotonų atradimo erą“, - „Live Science“ el. Laiške pasakojo Las Vegaso Nevados universiteto astrofizikas Bingas Zhangas, kuris nebuvo susijęs su naujuoju tyrimu. "Kadangi daug energijos reikalaujančiame režime tikimasi turtingos fizikos, šie stebėjimai tikrai sukels įspūdžių ateinančiais metais".
Nauji rezultatai buvo paskelbti lapkričio 20 d. Žurnale „Nature“.
