Vaizdo kreditas: ESO
Gama spindulių sprogimai yra vieni didžiausių sprogimų Visatoje; per kelias sekundes galima sugeneruoti daugiau energijos, nei Saulė sukuria per 10 milijardų metų. Manoma, kad jie atsirado, kai griūva super masyvi žvaigždė, vadinama hipernova. Europos pietų observatorijos astronomai stebėjo neseniai įvykusio sprogimo židinį, naudodamiesi technika, vadinama polarimetrija, leidžiančia atsekti sprogimo formą. Jei tai buvo sferinis sprogimas, šviesa turės atsitiktinį poliškumą, tačiau jie nustatė, kad bėgant laikui besiplečiančiose purkštukuose išeina dujos.
„Gama spindulių pliūpsniai (GRB)“ tikrai yra vieni dramatiškiausių įvykių, žinomų astrofizikoje. Šie trumpi energetinių gama spindulių blyksniai, pirmą kartą septintojo dešimtmečio pabaigoje aptikti karinių palydovų, trunka nuo mažiau nei vienos sekundės iki kelių minučių.
Nustatyta, kad GRB yra labai dideliais („kosmologiniais“) atstumais. Per keletą sekundžių tokio įvykio metu išsiskirianti energija yra didesnė nei Saulės energijos per visą jos gyvavimo laiką, daugiau nei 10 000 milijonų metų. GRB iš tiesų yra galingiausi įvykiai nuo Visatoje žinomo Didžiojo sprogimo, plg. ESO PR 08/99 ir ESO PR 20/00.
Per pastaruosius metus atsirado netiesioginių įrodymų, kad GRB signalizuoja apie ypač masyvių žvaigždžių, vadinamųjų hipernovų, griūtį. Tai buvo galutinai įrodyta prieš keletą mėnesių, kai astronomai, naudodami FORS instrumentą ESO labai dideliame teleskope (VLT), precedento neturinčiais dokumentais dokumentavo gama spinduliuotės sprogimo GRB šviesos šaltinio spektro („optinio papildomo žvilgsnio“) pokyčius. 030329 (plg. ESO PR 16/03). Šia proga buvo pateiktas įtikinamas ir tiesioginis ryšys tarp kosmologinių gama spindulių sprogimų ir labai masyvių žvaigždžių sprogimų.
„Gamma-Ray Burst GRB 030329“ 2003 m. Kovo 29 d. Atrado NASA erdvėlaivis „High Energy Transient Explorer“. Tolesni stebėjimai naudojant UVES spektrografą 8,2 m ilgio VLT KUEYEN teleskopu Paranal observatorijoje (Čilė) parodė, kad raudonojo poslinkio dažnis buvo 0,1685 [1]. Tai atitinka maždaug 2,650 milijonų šviesmečių atstumą, todėl GRB 030329 yra antrasis artimiausias kada nors aptiktas ilgalaikis GRB. Dėl GRB 030329 artumo buvo išleistas labai ryškus pomėgio spinduliuotė, leidžianti kuo plačiau sekti bet kokius iki šiol buvusius žybsnius.
Astronomų komanda [2], vadovaujama Jocheno Greinerio iš Max-Plancko instituto „extraterrestrische Physik“ (Vokietija), nusprendė pasinaudoti šia unikalia galimybe ištirti GRB 030329 pomidoriaus poliarizacijos savybes, susidariusias po sprogimas.
Hipernovos, GRB šaltinis, iš tiesų yra taip toli, kad jas galima pamatyti tik kaip neišspręstus šviesos taškus. Taigi, norėdami nustatyti savo erdvinę struktūrą, astronomai turi pasikliauti triuku: poliarimetrija (žr. ESO PR 23/03).
Poliarimetrija veikia taip: šviesą sudaro elektromagnetinės bangos, kurios svyruoja tam tikromis kryptimis (plokštumose). Šviesos atspindys ar išsibarstymas palaiko tam tikras elektrinio ir magnetinio lauko orientacijas, palyginti su kitomis. Štai kodėl poliarizuoti saulės akiniai gali išfiltruoti saulės spindulius, atspindinčius tvenkinį.
Spinduliuotė gama spinduliuote sukuriama tvarkingame magnetiniame lauke, kaip vadinamoji sinchrotrono spinduliuotė [3]. Jei hipernova yra sferiškai simetriška, visos elektromagnetinių bangų orientacijos bus vienodos ir vidutiniškai išstumiamos, taigi nebus jokios grynosios poliarizacijos. Tačiau jei dujos išmetamos ne simetriškai, o į purkštuką, ant šviesos bus įspausta nedidelė tinklo poliarizacija. Ši grynoji poliarizacija laikui bėgant pasikeis, nes purkštuko atidarymo kampas laikui bėgant plečiasi, ir mes matome kitokią emisijos kūgio dalį.
Gama spinduliuotės pliūpsnio poliarizacijos savybių tyrimas leidžia įgyti žinių apie esamas erdvines struktūras ir magnetinio lauko stiprį bei orientaciją regione, kuriame sukuriama radiacija. „O tai padarius ilgą laiką, kai išnyksta ir vystosi pomėgis, suteikia mums unikalią gama spinduliuotės sprogimo tyrimų diagnostinę priemonę“, - sako Jochenas Greineris.
Nors yra ankstesnių pavienių GRB optinio pašviesinimo poliarizacijos matavimų, niekada nebuvo atliktas išsamus tyrimas apie poliarizacijos raidą laikui bėgant. Tai iš tiesų labai sudėtinga užduotis, kurią įmanoma atlikti tik esant ypač stabiliam instrumentui didžiausiame teleskope ... ir esant pakankamai ryškiam optiniam pašvietimui.
Kai tik buvo aptiktas GRB 030329, astronomų komanda VLT ANTU teleskopu pasuko į galingą daugiarežimą FORS1 instrumentą. Jie surinko 31 poliarimetrinį stebėjimą per 38 dienas, leidžiančius pirmą kartą išmatuoti optinio gama spinduliuotės poliarizacijos pokyčius, atsirandančius po laiko. Šis unikalus stebimų duomenų rinkinys nepaprastai detaliai fiksuoja nuotolinio objekto fizinius pokyčius.
Jų duomenys rodo, kad 38 dienų laikotarpiu poliarizacija yra nuo 0,3 iki 2,5%, tačiau stiprumas ir orientacija kinta pagal laiko intervalus iki kelių valandų. Tokio elgesio neprognozavo nė viena iš pagrindinių teorijų.
Deja, pati sudėtinga šio GRB papildomo apšvietimo kreivė pati savaime nėra suprantama, neleidžia tiesiogiai pritaikyti esamų poliarizacijos modelių. „Pasirodo, kad reaktyvo krypties ir magnetinio lauko struktūros nustatymas nėra toks paprastas, kaip mes manėme iš pradžių“, - pastebi kitas komandos narys Olafas Reimeris. „Tačiau spartūs poliarizacijos savybių pokyčiai, net ir sklandžiai veikiant švytėjimo šviesos kreivės fazėms, yra iššūkis pomirtinio švytėjimo teorijai“.
„Galbūt“, priduria Jochenas Greineris, „bendras žemas poliarizacijos lygis rodo, kad lygiagrečios ir statmenos krypties magnetinio lauko stipris nesiskiria daugiau kaip 10%, taigi rodo lauką, stipriai susietą su judančia medžiaga. Tai skiriasi nuo didelio masto lauko, kuris liko nuo sprogstančios žvaigždės ir kuris, kaip manoma, sukelia aukštą gama spindulių poliarizacijos laipsnį. “
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
