Η λάμψη ακτίνων Χ του GRB 080916C εμφανίζεται πορτοκαλί και κίτρινο σε αυτήν την προβολή που συγχωνεύει εικόνες από τα τηλεσκόπια UltraViolet / Optical και X-ray της Swift. Πίστωση: NASA / Swift / Stefan Immler
Οι ερευνητές που χρησιμοποιούν το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi αναφέρουν έκρηξη ακτίνων γάμμα που εκρήγνυται οτιδήποτε έχουν δει στο παρελθόν. Η έκρηξη, που καταγράφηκε το περασμένο φθινόπωρο στον αστερισμό Carina, απελευθέρωσε την ενέργεια 9.000 σουπερνόβα.
Η κατάρρευση πολύ μαζικών αστεριών μπορεί να προκαλέσει βίαιες εκρήξεις, συνοδευόμενες από έντονες εκρήξεις ακτίνων γάμμα, που είναι μερικά από τα πιο φωτεινά γεγονότα του σύμπαντος. Οι τυπικές εκρήξεις ακτίνων γάμμα εκπέμπουν φωτόνια με ενέργεια μεταξύ 10 kiloelectron volt και περίπου 1 megaelectron volt. Φωτονίων με ενέργεια πάνω από τα μεγάλα ηλεκτρικά βολτ έχουν παρατηρηθεί σε μερικές πολύ σπάνιες περιπτώσεις, αλλά οι αποστάσεις από τις πηγές τους δεν ήταν γνωστές. Μια διεθνής ερευνητική κοινοπραξία αναφέρεται στο τεύχος αυτής της εβδομάδας του περιοδικού Science Express ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi Gamma-Ray έχει ανιχνεύσει φωτόνια με ενέργειες μεταξύ 8 kiloelectron volt και 13 gigaelectron volt που φτάνουν από την έκρηξη ακτίνων γάμμα 080916C.
Η έκρηξη, ονομαζόμενη GRB 080916C, συνέβη αμέσως μετά τα μεσάνυχτα GMT στις 16 Σεπτεμβρίου (7:13 μ.μ. στις 15 στις ανατολικές ΗΠΑ). Δύο από τα επιστημονικά όργανα του Fermi - το Τηλεσκόπιο Μεγάλης Περιοχής και το Gamma-ray Burst Monitor - ηχογράφησαν ταυτόχρονα την εκδήλωση. Μαζί, τα δύο όργανα παρέχουν μια εικόνα της εκπομπής ακτίνων γάμμα της έκρηξης από ενέργειες που κυμαίνονται από 3.000 έως περισσότερα από 5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του ορατού φωτός.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον Jochen Greiner στο Ινστιτούτο Max Planck για την Εξωγήινη Φυσική στο Garching της Γερμανίας, διαπίστωσε ότι η έκρηξη έγινε 12,2 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά χρησιμοποιώντας τον ανιχνευτή Gamma-Ray Burst Optical / Near-Infrared Detector (GROND) στα 2,2 μέτρα (7,2 πόδια) τηλεσκόπιο στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο στη La Silla της Χιλής.
«Ήδη, ήταν μια συναρπαστική έκρηξη», λέει η Julie McEnery, αναπληρωτής επιστήμονας του έργου Fermi στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt, Maryland. "Αλλά με την απόσταση της ομάδας GROND, πήγε από συναρπαστικό σε εξαιρετικό."
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι περισσότερες εκρήξεις ακτίνων γάμμα συμβαίνουν όταν εξωτικά τεράστια αστέρια εξαντλούνται από πυρηνικά καύσιμα. Καθώς ο πυρήνας ενός αστεριού καταρρέει σε μια μαύρη τρύπα, πίδακες υλικού - που τροφοδοτούνται από διαδικασίες που δεν έχουν ακόμη κατανοηθεί πλήρως - εκτοξεύονται προς τα έξω με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός. Τα αεριωθούμενα αεροπλάνα έφταναν μέχρι το αστέρι που καταρρέει και συνεχίζουν στο διάστημα, όπου αλληλεπιδρούν με το αέριο που είχε προηγουμένως ρίξει το αστέρι. Αυτό δημιουργεί φωτεινές μεταλαμπές που εξασθενίζουν με το χρόνο.
Η έκρηξη δεν είναι μόνο θεαματική αλλά και αινιγματική: μια περίεργη χρονική καθυστέρηση διαχωρίζει τις υψηλότερες εκπομπές ενέργειας από τις χαμηλότερες. Μια τέτοια χρονική καθυστέρηση έχει φανεί ξεκάθαρα μόνο σε μια προηγούμενη έκρηξη, και οι ερευνητές έχουν αρκετές εξηγήσεις για το γιατί μπορεί να υπάρχει. Είναι πιθανό ότι οι καθυστερήσεις θα μπορούσαν να εξηγηθούν από τη δομή αυτού του περιβάλλοντος, με τις ακτίνες γάμμα χαμηλής και υψηλής ενέργειας «να προέρχονται από διαφορετικά μέρη του αεριωθούμενου αεροσκάφους ή να δημιουργούνται μέσω διαφορετικού μηχανισμού», δήλωσε ο κύριος ερευνητής του Τηλεσκοπίου Μεγάλης Περιοχής Peter Michelson , καθηγητής φυσικής του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ που συνδέεται με το Τμήμα Ενέργειας.
Μια άλλη, πολύ πιο κερδοσκοπική θεωρία υποδηλώνει ότι ίσως οι χρονικές καθυστερήσεις δεν οφείλονται σε τίποτα στο περιβάλλον γύρω από τη μαύρη τρύπα, αλλά από το μακρύ ταξίδι των ακτίνων γάμμα από τη μαύρη τρύπα στα τηλεσκόπια μας. Εάν η θεωρητική ιδέα της κβαντικής βαρύτητας είναι σωστή, τότε στη μικρότερη κλίμακα του χώρου δεν είναι ένα ομαλό μέσο αλλά ένας ταραχώδης, βρασμένος αφρός του «κβαντικού αφρού». Οι ακτίνες γάμμα χαμηλότερης ενέργειας (και επομένως ελαφρύτερες) ταξιδεύουν γρηγορότερα μέσω αυτού του αφρού από τις ακτίνες γάμμα υψηλότερης ενέργειας (και επομένως βαρύτερες). Κατά τη διάρκεια 12,2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός, αυτό το πολύ μικρό αποτέλεσμα θα μπορούσε να οδηγήσει σε σημαντική καθυστέρηση.
Τα αποτελέσματα του Fermi παρέχουν την ισχυρότερη δοκιμή μέχρι σήμερα της ταχύτητας της συνοχής του φωτός σε αυτές τις ακραίες ενέργειες. Καθώς ο Fermi παρατηρεί περισσότερες εκρήξεις ακτίνων γάμμα, οι ερευνητές μπορούν να αναζητήσουν χρονικές καθυστερήσεις που ποικίλλουν σε σχέση με τις εκρήξεις. Εάν υπάρχει το κβαντικό αποτέλεσμα βαρύτητας, οι χρονικές καθυστερήσεις θα πρέπει να διαφέρουν σε σχέση με την απόσταση. Εάν το περιβάλλον γύρω από την προέλευση της έκρηξης είναι η αιτία, η καθυστέρηση πρέπει να παραμείνει σχετικά σταθερή, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά συνέβη η έκρηξη.
«Αυτή η έκρηξη εγείρει κάθε είδους ερωτήσεις», λέει ο Michelson. "Σε λίγα χρόνια, θα έχουμε ένα αρκετά καλό δείγμα ριπών και ενδέχεται να έχουμε κάποιες απαντήσεις."
Πηγή: Eurekalert
