Žvaigždžių gyvenimo seka, pasibaigianti juodosios skylės susidarymu. Atvaizdo kreditas: Nicolle Rager Fuller / NSF Padidinti
Praėjus vos keliems šimtams milijonų metų po Didžiojo sprogimo, didžiulė žvaigždė išnaudojo savo kurą, sugriuvo kaip juodoji skylė ir sprogo kaip gama spindulys. Šio katastrofiško įvykio spinduliuotė tik dabar pasiekė Žemę, ir astronomai ją naudoja, norėdami atsigręžti į ankstyviausius Visatos momentus. Sprogimą, pavadintą GRB 050904, NASA palydovas „Swift“ stebėjo 2005 m. Rugsėjo 4 d. Vienas neįprastų šio sprogimo dalykų yra tas, kad jis truko 500 sekundžių - dauguma jų pasibaigė per tą laiką.
Jis kilo iš matomos visatos krašto, tolimiausio kada nors aptikto sprogimo.
Šios savaitės „Nature“ numeryje Penno valstijos universiteto mokslininkai ir jų JAV bei Europos kolegos aptaria, kaip šis sprogimas, aptiktas 2005 m. Rugsėjo 4 d., Įvyko dėl didžiulės žvaigždės, sugriuvusios į juodąją skylę.
Sprogimas, vadinamas gama spindulių sprogimu, kyla iš eros, netrukus po to, kai pirmą kartą susiformavo žvaigždės ir galaktikos, praėjus maždaug 500 milijonų - 1 milijardui metų po Didžiojo sprogimo. Visata dabar yra 13,7 milijardo metų, todėl rugsėjo mėnesio sprogimas yra zondas ankstyvosios visatos sąlygoms tirti.
„Tai buvo didžiulė žvaigždė, kuri greitai gyveno ir mirė jauna“, - teigė Davidas Burrowsas, vyresnysis mokslininkas ir astronomijos bei astrofizikos profesorius iš Peno valstijos, vienas iš trijų pranešimų apie šį sprogimą, šią savaitę paskelbtas „Nature“, bendraautorius. „Ši žvaigždė turbūt buvo visai kitokia, nei tokia, kokią matome šiandien, tokio tipo, kuri galėjo egzistuoti tik ankstyvojoje visatoje“.
Sprogimą, pavadintą GRB 050904 po to, kai jis buvo pastebėtas, aptiko NASA palydovas „Swift“, kurį valdo Peno valstija. „Swift“ pateikė sprogimo koordinates, kad kiti palydovai ir antžeminiai teleskopai galėtų stebėti sprogimą. Paprastai šurmulys trunka tik 10 sekundžių, tačiau švytėjimas kelias dienas išlieka.
GRB 050904 atsirado 13 milijardų šviesmečių nuo Žemės, tai reiškia, kad jis įvyko prieš 13 milijardų metų, nes prireikė tiek laiko, kad šviesa mus pasiektų. Mokslininkai aptiko tik keletą objektų, nutolusių daugiau nei už 12 milijardų šviesos metų, todėl sprogimas yra nepaprastai svarbus, norint suprasti visatą už didžiausių teleskopų ribų.
„Kadangi sprogimas buvo ryškesnis nei milijardas saulės, daugelis teleskopų galėjo jį ištirti net iš tokio didžiulio atstumo“, - teigė Burrows, kurio analizėje daugiausia dėmesio skiriama „Swift“ duomenims iš trijų teleskopų, apimančių gama spindulių ir rentgeno spindulius. ir ultravioletinių / optinių bangų ilgiai. Burrows yra pagrindinis „Swift“ rentgeno teleskopo mokslininkas.
„Swift“ komanda rado keletą unikalių bruožų GRB 050904. Sulaužymas truko maždaug 500 sekundžių, o sprogimo uodegos gale buvo daugybė pliūpsnių. Šios savybės reiškia, kad naujai sukurta juodoji skylė neatsirado akimirksniu, kaip manė kai kurie mokslininkai, o tai buvo ilgesnis, chaotiškas įvykis.
Artimesni gama spindulių pliūpsniai neturi tiek daug liepsnos, tai reiškia, kad ankstyvosios juodosios skylės galėjo susidaryti kitaip nei šiuolaikiniame amžiuje, sakė Burrows. Skirtumas galėjo būti todėl, kad pirmosios žvaigždės buvo masyvesnės nei šiuolaikinės žvaigždės. Arba tai gali būti ankstyvosios visatos aplinkos rezultatas, kai pirmosios žvaigždės pradėjo konvertuoti vandenilį ir helį (sukurtą Didžiajame sprogime) į sunkesnius elementus.
Remiantis antžeminių teleskopų duomenimis, iš tikrųjų GRB 050904 rodo ką tik nukaldintų sunkesnių elementų užuominas. Šis atradimas yra antrasis Japonijos grupės, kuriai vadovauja Nobuyuki Kawai, Tokijo technologijos institute, straipsnis „Gamta“.
GRB 050904 taip pat parodė laiko išsiplėtimą, atsirandantį dėl didžiulės Visatos ekspansijos per 13 milijardų metų, kai prireikė šviesos, kad mus pasiektų Žemėje. Dėl šios išsiplėtimo šviesa atrodo daug raudonesnė nei tada, kai ji buvo skleidžiama sprogus, ir tai taip pat keičia mūsų laiko suvokimą, palyginti su sprogimo vidiniu laikrodžiu.
Šie veiksniai buvo naudingi mokslininkams. „Penn State“ komanda pasuko „Swift“ instrumentus ant sprogimo maždaug per 2 minutes nuo renginio pradžios. Tačiau sprogojimas vystėsi tarsi lėtu judesiu ir sprogo tik apie 23 sekundes. Taigi mokslininkai galėjo pamatyti sprogimą labai ankstyvoje stadijoje.
Tik vienas kitas objektas - kvazaras - buvo aptiktas didesniu atstumu. Nepaisant to, kad kvazariai yra didžiulės juodosios skylės, kuriose yra milijardų žvaigždžių masė, šis sprogimas kyla iš vienos žvaigždės. Aptikus GRB 050904, patvirtinama, kad didžiulės žvaigždės susimaišė su seniausiais kvazaru. Tai taip pat patvirtina, kad dar daugiau tolimų žvaigždžių sprogimų - galbūt nuo pirmųjų žvaigždžių, sako teoretikai - galima ištirti derinant stebėjimus su „Swift“ ir kitais pasaulinio lygio teleskopais.
„Mes sukūrėme„ Swift “ieškoti silpnų sprogimų, sklindančių iš visatos krašto“, - sakė Neilas Gehrelsas iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro Greenbelt mieste, Merilande, pagrindinis „Swift“ tyrėjas. „Dabar tokį turime ir ji žavi. Pirmą kartą apie atskiras žvaigždes galime sužinoti beveik iš pat laiko pradžios. Tikrai yra dar daugiau. “
„Swift“ buvo paleistas 2004 m. Lapkričio mėn. Ir visiškai pradėjo veikti iki 2005 m. Sausio mėn. „Swift“ turi tris pagrindinius prietaisus: „Burst Alert“ teleskopą, rentgeno teleskopą ir ultravioletinį / optinį teleskopą. „Swift“ gama spinduliuotės detektorius, „Burst Alert“ teleskopas, užtikrinantis greitą pradinę vietą, pirmiausia buvo pastatytas NASA „Goddard“ kosminių skrydžių centre Greenbelt ir Los Alamos nacionalinėse laboratorijose, ir buvo pastatytas GSFC. „Swift“ rentgeno spindulių teleskopą ir ultravioletinį / optinį teleskopą sukūrė ir pastatė tarptautinės komandos, vadovaujamos Pensio valstijos, ir jie labai atkreipė dėmesį į kiekvienos institucijos patirtį ankstesnių kosminių misijų metu. Rentgeno teleskopas atsirado dėl Penn State bendradarbiaujant su Lesterio universitetu Anglijoje ir Brera astronomijos observatorija Italijoje. Ultravioletinis / optinis teleskopas sukurtas Penn State bendradarbiaujant su Mullardo kosmoso mokslo laboratorija Londono universiteto koledže. Šie trys teleskopai suteikia „Swift“ galimybę atlikti beveik neatidėliotinus daugelio gama spindulių pliūpsnių stebėjimus, nes „Swift“ gali taip greitai pasisukti, kad nukreiptų į gama spinduliuotės signalo šaltinį.
Originalus šaltinis: PSU žinių laida
