Vaizdo kreditas: ESO
2003 m. Kovo 29 d. NASA „High Energy Transient Explorer“ aptiko ryškų gama spindulių sprogimą ir netrukus po to, kai viso pasaulio teleskopai sutelkė dėmesį į objektą; dabar vadinamas GRB 030329 ir matuojamas 2,6 milijardo šviesmečių atstumu. Išmatuodami sprogimo antrinį švytėjimą, astronomai suprato, kad jis atitinka hipernovos spektrą - ypač didelių žvaigždžių sprogimus, mažiausiai 25 kartus didesnius nei mūsų pačių Saulė. Derindami spektrus, astronomai turi įtikinamų įrodymų, kad tarp gama spindulių sprogimo ir labai didelių žvaigždžių sprogimo yra tam tikras ryšys.
2003 m. Kovo 29 d. NASA aukšto energijos pereinamojo laikotarpio tyrinėtojas (HETE-II) dangaus regione Liūto žvaigždyne pastebėjo labai ryškų gama spindulių sprogimą.
Per 90 minučių 40 colių teleskopu Sidingo pavasario observatorijoje (Australija) ir Japonijoje buvo aptiktas naujas labai ryškus šviesos šaltinis („optinis papildomas švytėjimas“) ta pačia kryptimi. Gama spindulių pluoštas pagal datą buvo pažymėtas GRB 030329.
Ir per 24 valandas ESO Paranalinės observatorijos (Čilė) 8,2 m ilgio VLT KUEYEN teleskopu ultravioletiniu spinduliuotės ultravioletiniu spinduliuotės spektrografu buvo gautas pirmasis labai išsamus šio naujo objekto spektras. Tai leido nustatyti atstumą kaip maždaug 2,650 milijonų šviesmečių (raudonojo poslinkio 0,1685).
Tęsdami stebėjimus su FORS1 ir FORS2 daugiafunkciais prietaisais VLT, kitą mėnesį tarptautinei astronomų komandai [1] leido beprecedentiškai detaliai dokumentuoti šio gama spinduliuotės sprogimo optinio papildomo apšvietimo spektro pokyčius. Išsami jų ataskaita pateikiama birželio 19 d. Mokslo žurnale „Gamta“.
Spektrai parodo laipsnišką ir aiškų energingiausios klasės supernovos spektro, „hipernovos“, atsiradimą. Tai sukelia labai sunkios žvaigždės - spėjama, kad daugiau nei 25 kartus sunkesnės nei Saulė - sprogimas. Išmatuotas išsiplėtimo greitis (viršijantis 30 000 km / sek.) Ir visa išleista energija buvo nepaprastai didelis, net per išrinktąją hipernovos klasę.
Palyginus su labiau šalia esančiomis hipernovomis, astronomai geba tiksliai nustatyti žvaigždžių sprogimo momentą. Pasirodo, kad tai yra per plius / minus dvi dienas nuo gama spindulių sprogimo. Ši unikali išvada pateikia įtikinamų įrodymų, kad abu įvykiai yra tiesiogiai susiję.
Šie stebėjimai rodo bendrą hipernovos sprogimo fizinį procesą ir su tuo susijusius stiprios gama spinduliuotės spinduliuotės srautus. Komanda daro išvadą, kad tai greičiausiai įvyko dėl beveik akimirksniu nesimetriškos labai išsivysčiusios žvaigždės (žinomos kaip „colpsar“ modelis) vidinio regiono griūties.
Kovo 29 d. Gama spindulių pliūpsnis pateks į astrofizikos metraščius kaip retas „tipą apibūdinantis įvykis“, pateikdamas įtikinamų įrodymų apie tiesioginį ryšį tarp kosmologinių gama spindulių pliūpsnių ir labai masyvių žvaigždžių sprogimų.
Kas yra gama spindulių pliūpsniai?
Viena iš šiuo metu aktyviausių astrofizikos sričių yra dramatiškų įvykių, vadinamų „gama spindulių pliūpsniais (GRB)“, tyrimas. Pirmą kartą jie buvo aptikti praėjusio amžiaus septintojo dešimtmečio pabaigoje, naudojant jautrius instrumentus, esančius orbitoje karinių palydovų orbitoje. Šie trumpi energetinių gama spindulių blyksniai, kilę ne Žemėje, bet toli nuo kosmoso, trunka nuo mažiau nei sekundės iki kelių minučių.
Nepaisant didelių stebėjimo pastangų, tik per pastaruosius šešerius metus tapo įmanoma tiksliai nustatyti kai kurių iš šių įvykių vietas. Nuo 1997 m. Pradžios, atlikdami neįkainojamą palyginti tikslių asocijuotų rentgeno spinduliuotės stebėjimų padėties stebėjimą įvairiose rentgeno palydovų observatorijose, astronomai iki šiol nustatė apie penkiasdešimt trumpaamžių optinės šviesos šaltinių, susijusių su GRB („optiniai palinkimai“). ).
Nustatyta, kad dauguma GRB yra labai dideliais („kosmologiniais“) atstumais. Tai reiškia, kad tokio įvykio metu per kelias sekundes išsiskirianti energija yra didesnė nei Saulės energijos per visą jos eksploatavimo 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 masyvių žvaigždžių žlugimą. Iš pradžių tai buvo pagrįsta tikėtinu vieno neįprasto gama spindulio sprogimo ryšiu su supernova („SN 1998bw“, taip pat aptiktas naudojant ESO teleskopus, plg. ESO PR 15/98). Nuo tada atsirado daugiau įkalčių, įskaitant GRB susiejimą su masyvių žvaigždžių susidarymo regionais tolimose galaktikose, įkyrūs įrodymai apie supernovos tipo šviesos kreivės „iškilimus“ kai kurių ankstesnių pliūpsnių optiniuose pašvaistėse ir spektriniai signalai iš šviežiai susintetintų elementų. , stebima rentgeno observatorijose.
VLT stebėjimai apie GRB 030329
2003 m. Kovo 29 d. (Tiksliai 11: 37: 14.67 val. UT) NASA didelės energijos pereinamojo laikotarpio tyrinėtojas (HETE-II) aptiko labai ryškų gama spinduliuotės sprogimą. Sidingo pavasario observatorijoje (Australija) 40 colių teleskopu atpažinus „optinį švytėjimą“, sprogimo [3] raudonasis poslinkis buvo nustatytas kaip 0,1685, naudojant aukštos dispersijos spektrą, gautą naudojant UVES spektrografą. 8,2 m ilgio VLT KUEYEN teleskopas ESO Paranal observatorijoje (Čilė).
Atitinkamas atstumas yra apie 2650 milijonų šviesmečių. Tai yra artimiausias įprastas GRB, kuris kada nors buvo aptiktas, todėl suteikiama ilgai laukta galimybė išbandyti daugybę hipotezių ir modelių, kurie buvo pasiūlyti nuo tada, kai 1960 m. Pabaigoje buvo surasti pirmieji GRB.
Siekdama šio konkretaus tikslo, ESO vadovaujama astronomų komanda [1] dabar kreipėsi į du kitus galingus instrumentus ESO labai dideliame teleskope (VLT), daugiafunkcinius FORS1 ir FORS2 fotoaparatus / spektrografus. Per vieną mėnesį iki 2003 m. Gegužės 1 d. Išblukusio objekto spektrai buvo gauti įprastu greičiu, užtikrinant unikalų stebimų duomenų rinkinį, kuriame nepakartojamai detaliai aprašomi fiziniai nuotolinio objekto pokyčiai.
Hipernovos jungtis
Remdamiesi kruopščiu šių spektrų tyrimu, astronomai pristato savo GRB 030329 įvykio interpretaciją tyrimo dokumente, pasirodžiusiame tarptautiniame žurnale „Gamta“ ketvirtadienį, birželio 19 d., Prozaikiniu pavadinimu „Labai energinga supernova, susijusi su 2003 m. kovo 29 d. gama spindulių sprogojimas “, ne mažiau kaip 27 autoriai iš 17 tyrimų institutų, vadovaujami danų astronomo Jenso Hjortho, daro išvadą, kad dabar yra neginčijamų įrodymų apie tiesioginį ryšį tarp GRB ir„ hipernovos “sprogimo. masyvi, labai išsivysčiusi žvaigždė.
Tai pagrįsta laipsnišku supernovos tipo spektro „atsiradimu“ laikui bėgant, atskleidžiant ypač žiaurų žvaigždės sprogimą. Esant dideliam greičiui, viršijančiam 30 000 km / sek. (T. Y. Virš 10% šviesos greičio), išmesta medžiaga juda rekordiniu greičiu, tai rodo didžiulę sprogimo galią.
Hipernovos yra reti reiškiniai ir jas tikriausiai sukelia sprogdinamos vadinamojo „Vilko Rajetos“ tipo žvaigždės [4]. Iš pradžių šios WR žvaigždės buvo sudarytos iš masės, viršijančios 25 Saulės mases, ir jas daugiausia sudarė vandenilis. Dabar WR fazėje, atsiriboję nuo savo išorinių sluoksnių, jie susideda beveik iš helio, deguonies ir sunkesnių elementų, susidariusių intensyvaus branduolinio deginimo metu ankstesniame trumpojo gyvenimo etape.
„Mes ilgai ir ilgai to laukėme“, - sako Jensas Hjorthas. - Šis GRB iš tikrųjų suteikė mums trūkstamos informacijos. Iš šių labai išsamių spektrų dabar galime patvirtinti, kad šis sprogimas ir tikriausiai kiti ilgi gama spindulių sprogimai yra sukurti per pagrindinį masyvių žvaigždžių griūtį. Daugelis kitų pirmaujančių teorijų dabar mažai tikėtinos. “
„Tipą apibrėžiantis įvykis“
Jo kolega, ESO astronomas Palle Mileris, taip pat patenkintas: „Iš pradžių mus tikrai sužavėjo tai, kad mes aiškiai aptikome supernovų parašus jau pirmajame FORS spektre, paimtame tik praėjus keturioms dienoms po to, kai pirmą kartą buvo pastebėtas GRB. mes to visai nesitikėjome. Gaudami vis daugiau duomenų, mes supratome, kad spektrinė raida beveik visiškai sutapo su hipernova, matyta 1998 m. Dviejų panašumas tada leido mums nustatyti labai tikslų dabartinio supernovos įvykio laiką “.
Astronomai nustatė, kad hipernovos sprogimas (žymimas SN 2003dh [2]), užfiksuotas VLT spektruose, ir GRB įvykis, kurį stebėjo HETE-II, turėjo įvykti beveik beveik tuo pačiu metu. Toliau tobulinant, skirtumas yra daugiausia 2 dienos, ir dėl to nėra abejonės, kad šios dvi priežastys yra susijusios.
„Supernova 1998bw sukėlė apetitą, tačiau prireikė dar 5 metų, kol galėjome užtikrintai pasakyti, kad radome rūkymo ginklą, kuris užmezgė ryšį tarp GRB ir SNe“, - priduria Chryssa Kouveliotou iš NASA. „GRB 030329 gali pasirodyti kaip kažkokia„ trūkstama grandis “GRB“.
Apibendrinant reikia pasakyti, kad GRB 030329 buvo retas „tipą apibūdinantis“ įvykis, kuris bus užfiksuotas kaip labai energinės astrofizikos baseinas.
Kas iš tikrųjų nutiko kovo 29 d. (Arba prieš 2,650 mln. Metų)?
Čia yra visa istorija apie GRB 030329, kaip dabar skaito astronomai.
Tūkstančius metų iki šio sprogimo labai masyvi žvaigždė, pasibaigusi vandenilio kuru, paleido didžiąją dalį savo voko ir pavirto melsva „Wolf-Rayet“ žvaigžde [3]. Žvaigždės palaikuose buvo apie 10 saulės masių vertės helio, deguonies ir sunkesnių elementų.
Per sprogimo metus „Wolf-Rayet“ žvaigždė greitai išeikvojo likusį kurą. Tam tikru momentu tai staiga sukėlė hipernovos / gama spindulių sprogimo įvykį. Šerdis sugriuvo, nežinodama išorinės žvaigždės dalies. Viduje susiformavo juodoji skylė, apsupta kaupiančių medžiagų disko. Per kelias sekundes nuo tos juodosios skylės buvo paleista materijos srovė.
Čiurkšlė praėjo pro išorinį žvaigždės apvalkalą ir kartu su stipriu naujai susiformavusio radioaktyvaus nikelio-56, pučiančio nuo disko viduje, vėju, subraižė žvaigždę. Ši drebulė, hipernova, ryškiai šviečia dėl nikelio. Tuo tarpu čiurkšlė įsispraudė į medžiagą netoli žvaigždės ir sukūrė gama spindulių sprogimą, kurį maždaug 2,650 milijonų metų vėliau užfiksavo Žemės astronomai. Dėl išsamaus gama spindulių susidarymo mechanizmo vis dar diskutuojama, tačiau jis yra susijęs arba su srovės, ir medžiagos, anksčiau išmestos iš žvaigždės, sąveika, arba su vidiniais susidūrimais pačios srovės viduje.
Šis scenarijus atspindi „colpsar“ modelį, kurį 1993 m. Pristatė amerikiečių astronomas Stan Woosley (Kalifornijos universitetas, Santa Krusas) ir dabartinės komandos narys, ir geriausiai paaiškina GRB 030329 stebėjimus.
„Tai nereiškia, kad dabar išspręsta gama spindulių sprogimo paslaptis“, - sako Woosley. „Esame įsitikinę, kad dėl ilgų sprogimų įvyksta branduolio griūtis ir hipernova, greičiausiai atsirandanti juodoji skylė. Įtikinome daugumą skeptikų. Tačiau dar negalime padaryti išvados dėl to, kas sukelia trumpą gama spinduliuotės sprogimą - tuos, kurie yra trumpesni nei dvi sekundės “.
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
