Πιστωτική εικόνα: Chandra
Συνδυασμένα δεδομένα από το παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA και παρατηρήσεις υπέρυθρης ακτινοβολίας με το τηλεσκόπιο 200 ιντσών Palomar έχουν αποκαλύψει στοιχεία ότι μια έκρηξη ακτίνων γάμμα, μια από τις πιο καταστροφικές εκρήξεις της φύσης, συνέβη στο Γαλαξία μας πριν από μερικές χιλιάδες χρόνια. Το κατάλοιπο σουπερνόβα, το W49B, μπορεί επίσης να είναι το πρώτο κατάλοιπο μιας έκρηξης ακτίνων γάμμα που ανακαλύφθηκε στον Γαλαξία μας.
Το W49B είναι ένα νεφέλωμα σε σχήμα βαρελιού που βρίσκεται περίπου 35.000 έτη φωτός από τη Γη. Τα νέα δεδομένα αποκαλύπτουν φωτεινούς υπέρυθρους δακτυλίους, όπως στεφάνες γύρω από ένα βαρέλι, και έντονη ακτινοβολία Χ από σίδηρο και νικέλιο κατά μήκος του άξονα του βαρελιού.
«Αυτά τα αποτελέσματα παρέχουν ενδιαφέρουσες αποδείξεις ότι ένα εξαιρετικά τεράστιο αστέρι εξερράγη σε δύο ισχυρούς, αντίθετα κατευθυνόμενους πίδακες που ήταν πλούσιοι σε σίδηρο», δήλωσε ο Jonathan Keohane από το Jet Propulsion Laboratory της NASA σε συνέντευξη τύπου στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Ντένβερ. «Αυτό καθιστά το W49B έναν πρωταρχικό υποψήφιο για να είναι το υπόλοιπο μιας έκρηξης ακτίνων γάμμα που περιλαμβάνει μια κατάρρευση μαύρης τρύπας».
«Η πλησιέστερη γνωστή έκρηξη ακτίνων γάμμα στη Γη είναι αρκετά εκατομμύρια έτη φωτός μακριά; τα περισσότερα είναι δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά; οπότε η ανίχνευση των υπολειμμάτων ενός στον γαλαξία μας θα ήταν μια σημαντική ανακάλυψη », δήλωσε ο William Reach, ένας από τους συνεργάτες του Keohane από το California Institute of Technology.
Σύμφωνα με τη θεωρία της collapsar, οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα παράγονται όταν ένα τεράστιο αστέρι εξαντλείται από πυρηνικό καύσιμο και ο πυρήνας του αστεριού καταρρέει για να σχηματίσει μια μαύρη τρύπα που περιβάλλεται από ένα δίσκο εξαιρετικά θερμού, γρήγορα περιστρεφόμενου, μαγνητισμένου αερίου. Μεγάλο μέρος αυτού του αερίου τραβιέται στη μαύρη τρύπα, αλλά μερικά απορρίπτονται σε αντίθετα κατευθυνόμενα πίδακες αερίου που κινούνται κοντά στην ταχύτητα του φωτός.
Ένας παρατηρητής ευθυγραμμισμένος με έναν από αυτούς τους πίδακες θα έβλεπε μια έκρηξη ακτίνων γάμμα, ένα τυφλό φλας στο οποίο η συγκεντρωμένη ισχύς ισούται με εκείνη των δέκα τετρα δισεκατομμυρίων ήλιων για ένα λεπτό περίπου. Η κάθετη θέα στα αεροσκάφη είναι λιγότερο εκπληκτική, αν και εντυπωσιακή έκρηξη σουπερνόβα. Για το W49B, το τζετ είναι κεκλιμένο από το επίπεδο του ουρανού κατά περίπου 20 μοίρες.
Στην υπέρυθρη εικόνα μπορούν να αναγνωριστούν τέσσερις δακτύλιοι με διάμετρο περίπου 25 έτη φωτός. Αυτοί οι δακτύλιοι, που οφείλονται σε θερμό αέριο, πιθανότατα εκτοξεύτηκαν από την ταχεία περιστροφή του μαζικού αστεριού μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια πριν το αστέρι εκραγεί. Οι δακτύλιοι σπρώχθηκαν προς τα έξω από έναν ζεστό άνεμο από το αστέρι μερικές χιλιάδες χρόνια πριν εκραγεί.
Η εικόνα και τα φασματικά δεδομένα του Chandra δείχνουν ότι οι πίδακες αερίου πολλών εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου που εκτείνονται κατά μήκος του άξονα του βαρελιού είναι πλούσια σε ιόντα σιδήρου και νικελίου, σύμφωνα με την εκτόξευσή τους από το κέντρο του αστεριού. Αυτό διακρίνει την έκρηξη από μια συμβατική σουπερνόβα τύπου II στην οποία το μεγαλύτερο μέρος του Fe και του Νί δημιουργεί το αστέρι νετρονίων και το εξωτερικό μέρος του αστεριού είναι αυτό που πετάγεται. Αντίθετα, στο κολλάρ μοντέλο ακτίνων γάμμα εκρήγνυται σίδηρος και το νικέλιο από το κέντρο εκτοξεύεται κατά μήκος του πίδακα.
Στα άκρα του βαρελιού, η εκπομπή ακτίνων Χ εκτοξεύεται για να κάνει ένα καυτό καπάκι. Το καπάκι ακτίνων Χ περιβάλλεται από ένα πεπλατυσμένο νέφος μορίων υδρογόνου που ανιχνεύεται στο υπέρυθρο. Αυτά τα χαρακτηριστικά δείχνουν ότι το σοκ που παράγεται από την έκρηξη αντιμετώπισε ένα μεγάλο, πυκνό νέφος αερίου και σκόνης.
Το σενάριο που αναδύεται είναι εκείνο στο οποίο ένα τεράστιο αστέρι σχηματίζεται από ένα πυκνό σύννεφο σκόνης, έλαμψε λαμπρά για μερικά εκατομμύρια χρόνια, περιστρέφοντας τους δακτυλίους αερίου και τους ώθησε, σχηματίζοντας μια σχεδόν κενή κοιλότητα γύρω από το αστέρι. Το αστέρι στη συνέχεια υπέστη μια έκρηξη τύπου σουπερνόβα κολλάρ που είχε ως αποτέλεσμα έκρηξη ακτίνων γάμμα.
Οι παρατηρήσεις του W49B μπορεί να βοηθήσουν στην επίλυση ενός προβλήματος που έχει αμβλύνει το μοντέλο collapsar για εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Από τη μία πλευρά, το μοντέλο βασίζεται στην κατάρρευση ενός τεράστιου αστεριού, το οποίο συνήθως σχηματίζεται από ένα πυκνό σύννεφο. Από την άλλη πλευρά, οι παρατηρήσεις της μεταλαμπής πολλών εκρήξεων ακτίνων γάμμα δείχνουν ότι η έκρηξη συνέβη σε αέριο χαμηλής πυκνότητας. Με βάση τα δεδομένα W49B, το ψήφισμα που πρότεινε ο Keohane και οι συνάδελφοί του είναι ότι το αστέρι είχε χαράξει μια εκτεταμένη κοιλότητα χαμηλής πυκνότητας στην οποία συνέβη η έκρηξη.
«Αυτό το αστέρι φαίνεται να έχει εκραγεί μέσα σε μια φούσκα που είχε δημιουργήσει», δήλωσε ο Keohane. «Κατά μία έννοια, έσκαψε τον δικό του τάφο.»
Το Διαστημικό Κέντρο Πτήσης Marshall της NASA, Huntsville, Ala, διαχειρίζεται το πρόγραμμα Chandra για το Γραφείο Διαστημικής Επιστήμης, την έδρα της NASA, Ουάσιγκτον. Η Northrop Grumman της Redondo Beach, Calif., Πρώην TRW, Inc., ήταν ο κύριος εργολάβος ανάπτυξης του παρατηρητηρίου. Το Αστεροφυσικό Παρατηρητήριο Smithsonian ελέγχει τη λειτουργία της επιστήμης και της πτήσης από το κέντρο ακτίνων Χ Chandra στο Cambridge, Mass.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων Chandra
