Πιστωτική εικόνα: Χαμπλ
Τρεις από τις μεγαλύτερες εκρήξεις του Σύμπαντος: οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα, οι ακτίνες Χ και οι σουπερνόβες θα μπορούσαν να προέλθουν από το ίδιο γεγονός - την κατάρρευση ενός υπερμεγέθους αστεριού. Ένας αστρονόμος από την Caltech διαπίστωσε ότι τα διάφορα είδη εκρήξεων φαίνεται να περιέχουν την ίδια ποσότητα ενέργειας, απλώς χωρίζονται διαφορετικά μεταξύ πίδακες χαμηλής και υψηλής ενέργειας. Η NASA πρόκειται να λανσάρει ένα νέο διαστημικό σκάφος ανίχνευσης ακτίνων γάμμα, που ονομάζεται SWIFT, το οποίο θα μπορεί να ανιχνεύει 100 αποτυχίες ακτίνων γάμμα το χρόνο. Αυτό πρέπει να δώσει στους επιστήμονες νέους στόχους για μελέτη.
Τις τελευταίες δεκαετίες, οι αστροφυσικοί προβληματίζονται για την προέλευση των ισχυρών αλλά φαινομενικά διαφορετικών εκρήξεων που φωτίζουν τον Κόσμο αρκετές φορές την ημέρα. Μια νέα μελέτη αυτή την εβδομάδα δείχνει ότι και οι τρεις γεύσεις αυτών των κοσμικών εκρήξεων - εκρήξεις ακτίνων-γ, αναλαμπές ακτίνων Χ και ορισμένες υπερκαινοφανείς τύπου Ic - συνδέονται στην πραγματικότητα με την κοινή εκρηκτική τους ενέργεια, υποδηλώνοντας ότι ένας μοναδικός τύπος φαινομένου, η έκρηξη ενός τεράστιου αστεριού, είναι ο ένοχος. Η κύρια διαφορά μεταξύ τους είναι η «διαδρομή διαφυγής» που χρησιμοποιείται από την ενέργεια καθώς πετά από το αστέρι που πεθαίνει και τη νεογέννητη μαύρη τρύπα.
Στο τεύχος 13 του Νοεμβρίου του περιοδικού Nature, ο μεταπτυχιακός φοιτητής του Caltech Edo Berger και μια διεθνής ομάδα συναδέλφων αναφέρουν ότι οι κοσμικές εκρήξεις έχουν σχεδόν την ίδια συνολική ενέργεια, αλλά αυτή η ενέργεια κατανέμεται διαφορετικά μεταξύ γρήγορων και αργών πίδακες σε κάθε έκρηξη. Αυτή η διορατικότητα κατέστη δυνατή μέσω ραδιοφωνικών παρατηρήσεων, που πραγματοποιήθηκαν στο National Large Astronomy Observatory's Very Large Array (VLA), και το Caltech's Owens Valley Radio Observatory, μιας έκρηξης ακτίνων γάμμα που εντοπίστηκε από τον δορυφόρο της NASA High Energy Transient Explorer (HETE) στις 29 Μαρτίου του τρέχοντος έτους.
Η έκρηξη, η οποία στα 2,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός είναι η πλησιέστερη κλασική έκρηξη ακτίνων γάμμα που έχει εντοπιστεί ποτέ, επέτρεψε στον Μπέργκερ και τα άλλα μέλη της ομάδας να αποκτήσουν άνευ προηγουμένου λεπτομέρειες σχετικά με τα αεριωθούμενα αεροσκάφη που πέφτουν από το αστέρι που πεθαίνει. Η έκρηξη ήταν στον αστερισμό Λέοντα.
«Παρακολουθώντας όλες τις διαδρομές διαφυγής, συνειδητοποιήσαμε ότι οι ακτίνες γάμμα ήταν μόνο ένα μικρό μέρος της ιστορίας για αυτήν την έκρηξη», λέει ο Μπέργκερ, αναφερόμενος στο ένθετο τζετ της έκρηξης της 29ης Μαρτίου, το οποίο είχε έναν λεπτό πυρήνα αδύναμου γάμμα ακτίνες περιτριγυρισμένες από ένα αργό και τεράστιο φάκελο που παρήγαγε άφθονα ραδιοκύματα.
«Αυτό με κοίταξε», προσθέτει ο Μπέργκερ, «επειδή οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα υποτίθεται ότι παράγουν κυρίως ακτίνες γάμμα, όχι ραδιοκύματα!»
Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα, που εντοπίστηκαν για πρώτη φορά κατά λάθος πριν από δεκαετίες από στρατιωτικούς δορυφόρους που παρακολουθούν πυρηνικές δοκιμές στη Γη και στο διάστημα, συμβαίνουν περίπου μία φορά την ημέρα. Μέχρι τώρα θεωρήθηκε γενικά ότι οι εκρήξεις είναι τόσο τιτανικές που τα επιταχυνόμενα σωματίδια που εκτοξεύονται σε αντιποδικούς πίδακες εκπέμπουν πάντα τεράστιες ποσότητες ακτινοβολίας γάμμα, μερικές φορές για εκατοντάδες δευτερόλεπτα. Από την άλλη πλευρά, οι πολυάριθμες σουπερνόβες τύπου Ic στο τοπικό μας μέρος του σύμπαντος φαίνεται να είναι ασθενέστερες εκρήξεις που παράγουν μόνο αργά σωματίδια. Οι ακτίνες X αναμενόταν να καταλάβουν το μεσαίο έδαφος.
«Η γνώση που αποκτήθηκε από την έκρηξη της 29ης Μαρτίου μας ώθησε να εξετάσουμε τις κοσμικές εκρήξεις που μελετήθηκαν προηγουμένως», λέει ο Berger. «Σε όλες τις περιπτώσεις διαπιστώσαμε ότι η συνολική ενέργεια της έκρηξης είναι η ίδια. Αυτό σημαίνει ότι οι κοσμικές εκρήξεις είναι θηρία με διαφορετικά πρόσωπα αλλά με το ίδιο σώμα. "
Σύμφωνα με τον Shri Kulkarni, καθηγητή Αστρονομίας και Πλανητικής Επιστήμης του MacArthur στο Caltech και τον επόπτη διατριβής του Berger, αυτά τα ευρήματα είναι σημαντικά επειδή υποδηλώνουν ότι ενδέχεται να μην εντοπιστούν πολλές ακόμη εκρήξεις. «Στηριζόμενοι σε ακτίνες γάμμα ή ακτίνες Χ για να μας πείτε πότε συμβαίνει μια έκρηξη, ενδέχεται να εκθέτουμε μόνο την κορυφή του παγόβουνου της κοσμικής έκρηξης».
Το μυστήριο που πρέπει να αντιμετωπίσουμε σε αυτό το σημείο, προσθέτει ο Kulkarni, είναι γιατί η ενέργεια σε ορισμένες εκρήξεις επιλέγει μια διαφορετική οδό διαφυγής από ότι σε άλλες.
Σε κάθε περίπτωση, προσθέτει ο Dale Frail, ένας αστρονόμος στο VLA και συγγραφέας του χειρογράφου της Φύσης, οι αστροφυσικοί σχεδόν σίγουρα θα σημειώσουν πρόοδο στο εγγύς μέλλον. Σε λίγους μήνες η NASA θα εκτοξεύσει έναν δορυφόρο ανίχνευσης ακτίνων γάμμα γνωστό ως Swift, ο οποίος αναμένεται να εντοπίσει περίπου 100 εκρήξεις ακτίνων γάμμα κάθε χρόνο. Ακόμη πιο σημαντικό, ο νέος δορυφόρος θα μεταδώσει πολύ ακριβείς θέσεις των εκρήξεων εντός ενός ή δύο λεπτών από την αρχική ανίχνευση.
Το άρθρο που εμφανίζεται στη Φύση έχει τον τίτλο "Μια κοινή προέλευση για κοσμικές εκρήξεις που συνάγονται από την θερμιδομετρία του GRB 030329." Εκτός από τον Berger, τον κύριο συγγραφέα και τους Kulkarni και Frail, οι άλλοι συγγραφείς είναι ο Guy Pooley, του Παρατηρητηρίου Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ. Vince McIntyre και Robin Wark, και οι δύο της Εθνικής Διευκόλυνσης Τηλεσκοπίου της Αυστραλίας. Reem Sari, αναπληρωτής καθηγητής αστροφυσικής και πλανητικής επιστήμης στο Caltech. Derek Fox, μεταδιδακτορικός μελετητής στην αστρονομία στο Caltech. Alicia Soderberg, απόφοιτος αστροφυσικής στο Caltech. Sarah Yost, μεταδιδακτορική υποτροφία στη φυσική στο Caltech. και ο Paul Price, μεταδιδακτορικός μελετητής στο Ινστιτούτο Αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Χαβάης.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Caltech
