Το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ της Swift συνέλαβε αυτήν την εικόνα GRB050509b που είναι ενσωματωμένη στη διάχυτη εκπομπή ακτίνων Χ που σχετίζεται με το σύμπλεγμα γαλαξιών. Πιστωτική εικόνα: NASA. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια και 25 ημέρες, ένα γεγονός που προοριζόταν να είναι μια λεκάνη απορροής στην αστρονομική κοινότητα πραγματοποιήθηκε σε έναν μακρινό γαλαξία; μια έκρηξη ακτίνων γάμμα που διαρκεί μόλις το ένα τρίτο του δευτερολέπτου. Το εύστοχο παρατηρητήριο Swift «είδε» τα γάμμα με το όργανο Burst Alert Telescope (BAT), επεξεργάστηκε περίπου από που προέρχονταν και γύρισε τα τηλεσκόπια ακτίνων Χ και UV. Το διεθνές GCN (GRB Coordinates Network) φωτίστηκε με ειδοποιήσεις από παρατηρητήρια σε όλο τον κόσμο (και έξω στο διάστημα), αναφέροντας τι βρήκαν όταν κοίταξαν εκεί. Τα δεδομένα προήλθαν από τη Ναμίμπια, τα Κανάρια νησιά, τις ηπειρωτικές ΗΠΑ, τη Χιλή, την Ινδία, τις Κάτω Χώρες και, πάνω απ 'όλα, τη Χαβάη. Τα κορυφαία οπτικά τηλεσκόπια του κόσμου, τα VLT, τα Kecks, Gemini, Subaru, όλα στράφηκαν σε δράση. το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα καλύφθηκε από εξαιρετικά υψηλής ενέργειας γάμμα στο ραδιόφωνο.
Και όλα για τι; Μερικές δεκάδες ακτίνες γάμμα συν περίπου δώδεκα ακτίνες Χ; Οι αστρονόμοι γνωρίζουν για πάνω από μια δεκαετία ότι οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα (GRB) έρχονται σε δύο διαφορετικά είδη: και «κοντός-σκληρός». Το GRB050509b ήταν σύντομο. Διήρκεσε περίπου 30 ms, το φάσμα γάμμα του είχε περισσότερο; σκληρό; γάμμα από; μαλακό; αυτά, και ήταν η πρώτη φορά που ανιχνεύτηκε μια μεταλαμπή ακτίνων Χ.
Οι αστρονόμοι «αναζητούν απεγνωσμένα μεταλαμπή» εδώ και χρόνια. Αυτές είναι οι ακτίνες Χ, οι υπεριώδεις, οι οπτικές, οι υπέρυθρες ακτίνες και τα ραδιοκύματα που ρέουν από την τοποθεσία του GRB, μετά τη λήξη της ακτινοβολίας γάμμα. Επειδή μπορούμε να εντοπίσουμε την πηγή αυτών με μεγαλύτερη ακρίβεια από τους ίδιους τους GRB, η εύρεση μεταλαμπών είναι το πρώτο βήμα για να βρούμε αυτά που είναι.
Πριν από το GRB050509b, οι αστρονόμοι έσκυβαν προς τη θεωρία ότι τα μαλακά GRBs είναι supernovae πυρήνα-κατάρρευσης (collapsars). Ενώ έχουν δημοσιευτεί δεκάδες θεωρητικά άρθρα σχετικά με το ποια βραχυπρόθεσμα GRB μπορεί να είναι, μόνο τρία σενάρια φαινόταν να ταιριάζουν με τα δεδομένα ακτίνων γάμμα; τη συγχώνευση (ή σύγκρουση) ενός αστεριού νετρονίων με ένα άλλο (ή μια μαύρη τρύπα), μια τεράστια φωτοβολίδα από ένα μαγνητάρι (ένα «αστέρι» σε ένα έντονα μαγνητικό αστέρι νετρονίων) ή κάποια παραλλαγή στο θέμα της σύμπτυξης.
Τώρα το πρώτο από αυτά που πιθανότατα θα είναι εκατοντάδες έγγραφα σχετικά με το GRB050509b έχει υποβληθεί για δημοσίευση. Οι 28 συγγραφείς καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι «υπάρχει τώρα παρατηρητική υποστήριξη για την υπόθεση ότι σύντομες σκληρές εκρήξεις προκύπτουν κατά τη συγχώνευση ενός συμπαγούς δυαδικού (δύο αστέρια νετρονίων ή ένα αστέρι νετρονίων και μια μαύρη τρύπα)».
Το κλειδί για τους ερευνητές; το συμπέρασμα είναι ο «εντοπισμός» της μετεγκατάστασης ακτίνων Χ.
Το τηλεσκόπιο ακτίνων Χ της Swift ανίχνευσε ακτίνες Χ που προέρχονται από την ίδια περιοχή του ουρανού με τα γάμμα. μετά από λίγο για να συνδέσουμε την φαινομενική θέση ακτίνων Χ με τους αστρονόμους; σύστημα συντεταγμένων (RA και Δεκ), η ομάδα Swift XRT διαπίστωσε ότι η μεταλαμπή προήλθε από έναν κύκλο περίπου 15 across (δευτερόλεπτα τόξου), του οποίου το κέντρο απέχει περίπου 10 ″ από την καρδιά ενός ελλειπτικού γαλαξία (ο οποίος τώρα έχει το αξέχαστο όνομα G1 ), το ίδιο μέλος ενός πλούσιου σμήνους γαλαξιών που λούστηκαν σε ακτίνες Χ. Πώς ήξεραν ότι ήταν μια μεταλαμπή; Επειδή εξασθενίστηκε. η διάχυτη λάμψη ακτίνων Χ από συστάδες δεν το κάνει.
Και παρά την προσεκτική εξέταση, δεν ανιχνεύθηκε καμία άλλη ηλεκτρομαγνητική μεταλαμπή.
Τώρα λοιπόν οι 28 αστρονόμοι μας έπρεπε να μάθουν αν τα προάστια του G1 είναι εκεί όπου συνέβη το stardeath ή κάπου αλλού. τι είναι το «host», στο αστρονόμο-μιλάμε.
Η σύγχρονη αστρονομία κάνει μεγάλη χρήση στατιστικών. για να είμαστε βέβαιοι ότι δεν έχουν μια τύχη, οι ερευνητές συνήθως θέλουν πολλά και πολλά παραδείγματα. Σε αυτήν την περίπτωση, τα μόνα στατιστικά στοιχεία που θα μπορούσαν να κάνουν οι συντάκτες του χαρτιού είναι ένας υπολογισμός; Πόσο πιθανό είναι να συμβεί ένα κοντό GRB (υποθέτοντας ότι αυτά είναι συμβάντα stardeath); κοντά; έναν ελλειπτικό γαλαξία, σε ένα πλούσιο σύμπλεγμα, τυχαία; Πολλά διαφορετικά; πόσο πιθανό; τέθηκαν ερωτήσεις. οι απαντήσεις σε όλες τις περιπτώσεις είναι, "όχι πολύ πιθανές". Ωστόσο, κανείς δεν αποκλείει την κακή τύχη.
Οι ερευνητές μας θα μπορούσαν τώρα να στραφούν στα διάφορα θεωρητικά μοντέλα των βραχέων σκληρών GRB και των GRB μεταλαμπών, για να δουν πόσο καλά τα δεδομένα παρατήρησης ταιριάζουν με τις θεωρητικές προσδοκίες, υποθέτοντας ότι το GRB πήγε στο G1.
Τα καλά νέα (# 1) είναι ότι τα δεδομένα της μεταλαμπής ταιριάζουν καλά: οι βραχείες σκληρές GRB απελευθερώνουν πολύ λιγότερη ενέργεια (γάμμα) από ό, τι οι μαλακές μακριές (οπότε οι μετατοπίσεις από βραχεία σκληρά GRBs πρέπει να είναι πιο αδύναμες · η ενέργεια γάμμα είναι ένας δείκτης της ενέργειας που χρησιμοποιείται για να τροφοδοτήσει τη μεταλαμπή). Καλύτερα ακόμη, αφού αυτό που συντρίβει τα συντρίμμια έκρηξης καθορίζει πόσο φωτεινή θα είναι η μεταλαμπή, η εξασθενημένη μεταλαμπή GRB050509b είναι ακριβώς αυτό που θα περίμενε κανείς αν συνέβαινε στο εξαντλημένο αέριο του διαστρικού μέσου ενός ελλειπτικού επειδή συμβαίνουν στα ακατάστατα απομεινάρια των σύννεφων σκόνης αερίου από τα οποία γεννήθηκαν μόλις μερικά εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα).
Το δεύτερο κομμάτι των καλών ειδήσεων είναι ότι, δεν θα μπορούσε να βρεθεί ίχνος πρόσφατου σχηματισμού αστεριών στο G1, αποκλείοντας έτσι σχεδόν ένα collapsar ως πρόγονο. Γιατί; Επειδή τα collapsars είναι πολύ νεαρά αστέρια, και έτσι δεν μπορούν να έχουν μετακινηθεί μακριά από τη γενέτειρά τους πριν από το θάνατό τους. Επιπλέον, τα συντρίμμια ακόμη και του πιο ονειροπόλου σουπερνόβα θα ήταν ορατά, αρκετές ημέρες μετά.
Τι γίνεται με μια τεράστια φωτοβολίδα από ένα μαγνητάρι; Αυτό δεν μπορεί να αποκλειστεί έντονα για το GRB050509b, αλλά ένα μαγνητάρ σε έναν γαλαξία όπως το G1 δεν είναι πολύ πιθανό και το GRB050509b ήταν χίλιες φορές πιο φωτεινό από το ισχυρότερο μαγνητικό εξάρτημα που έχουμε δει μέχρι σήμερα.
Αυτό αφήνει τη συγχώνευση ενός δυαδικού αστεριού νετρονίων (ή δυαδικού NS-BH). Πού θα βρούμε ένα τέτοιο δυαδικό, έτοιμο να συγχωνευτεί; Σίγουρα θα μπορούσαν να βρεθούν στα προάστια των σπειροειδών γαλαξιών, ή σε σφαιρικά σμήνη, αλλά οι γιγάντιοι ελλειπτικοί γαλαξίες όπως το G1 είναι κυρίως εκεί.
Λοιπόν; Η υπόθεση έκλεισε; ΟΧΙ ακριβως. «Άλλα μοντέλα προγόνων εξακολουθούν να είναι βιώσιμα, και επιπλέον γρήγορα εντοπισμένες εκρήξεις από την αποστολή Swift θα βοηθήσουν αναμφίβολα στην περαιτέρω αποσαφήνιση της εικόνας των προγόνων.»
Θα μπορούσε το GRB050509b να είναι ένα stardeath σε έναν πολύ πιο μακρινό γαλαξία; Ίσως μία από τις δωδεκάδες ασαφείς σταγόνες (ένα πολύ πιο μακρινό σμήνος γαλαξιών; τέτοιες πιθανές ευθυγραμμίσεις είναι πολύ συχνές) μέσα ή κοντά στη μεταλαμπή ακτίνων Χ; Ίσως αυτό να συζητηθεί σε μελλοντικά έγγραφα σχετικά με το GRB050509b.
Αρχική πηγή: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
