Μια έκρηξη ακτίνων γάμμα που εντοπίστηκε από το παρατηρητήριο ακτίνων γάμμα Integral της ESA στις 3 Δεκεμβρίου 2003, μελετήθηκε διεξοδικά για μήνες από μια ομάδα διαστημικών και επίγειων παρατηρητηρίων. Οι αστρονόμοι έχουν πλέον καταλήξει στο συμπέρασμα ότι αυτό το συμβάν, που ονομάζεται GRB 031203, είναι η πιο κοντινή κοσμική ακτίνα γάμμα που έχει καταγραφεί, αλλά και η πιο αχνή. Αυτό υποδηλώνει επίσης ότι ένας ολόκληρος πληθυσμός υπο-ενεργητικών εκρήξεων ακτίνων γάμμα έχει μέχρι στιγμής απαρατήρητο…
Οι κοσμικές εκρήξεις ακτίνων γάμμα (GRB) είναι λάμψεις ακτίνων γάμμα που μπορούν να διαρκέσουν από λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο έως λίγα λεπτά και εμφανίζονται σε τυχαίες θέσεις στον ουρανό. Ένα μεγάλο μέρος αυτών πιστεύεται ότι προκύπτει όταν δημιουργείται μια μαύρη τρύπα από ένα αστέρι που πεθαίνει σε έναν μακρινό γαλαξία. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ένας καυτός δίσκος που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα, φτιαγμένος από αέριο και ύλη που πέφτει πάνω του, εκπέμπει κάπως μια ενεργητική δέσμη παράλληλα με τον άξονα περιστροφής.
Σύμφωνα με την απλούστερη εικόνα, όλα τα GRB πρέπει να εκπέμπουν παρόμοιες ποσότητες ενέργειας ακτίνων γάμμα. Το κλάσμα που εντοπίστηκε στη Γη θα πρέπει στη συνέχεια να εξαρτάται από το «πλάτος» (γωνία ανοίγματος) και τον προσανατολισμό της δέσμης καθώς και από την απόσταση. Η ενέργεια που λαμβάνεται πρέπει να είναι μεγαλύτερη όταν η δέσμη είναι στενή ή δείχνει προς μας και μικρότερη όταν η δέσμη είναι ευρεία ή δείχνει μακριά από εμάς. Νέα δεδομένα που συλλέχθηκαν με τα παρατηρητήρια υψηλής ενέργειας της ESA, το Integral και το XMM-Newton, δείχνουν τώρα ότι αυτή η εικόνα δεν είναι τόσο ξεκάθαρη και ότι η ποσότητα ενέργειας που εκπέμπεται από GRBs μπορεί να διαφέρει σημαντικά. «Η ιδέα ότι όλα τα GRB εκτοξεύουν την ίδια ποσότητα ακτίνων γάμμα, ή ότι είναι« τυπικά κεριά »όπως τα ονομάζουμε, απλώς αποκλείεται από τα νέα δεδομένα», δήλωσε ο Δρ Sergey Sazonov, από το Ινστιτούτο Διαστημικής Έρευνας του Ρωσική Ακαδημία Επιστημών, Μόσχα (Ρωσία) και το Ινστιτούτο Αστροφυσικής Max-Planck, Garching κοντά στο Μόναχο (Γερμανία).
Ο Sazonov και μια διεθνής ομάδα ερευνητών μελέτησαν το GRB που ανιχνεύθηκε από την Integral στις 3 Δεκεμβρίου 2003 και έδωσαν το κωδικό όνομα του GRB 031203. Μέσα σε ένα αρχείο 18 δευτερολέπτων από την έκρηξη, το Integral Burst Alert System είχε εντοπίσει την κατά προσέγγιση θέση του GRB 031203 στο ο ουρανός και έστειλε τις πληροφορίες σε ένα δίκτυο παρατηρητηρίων σε όλο τον κόσμο. Λίγες ώρες αργότερα, ένα από αυτά, το XMM-Newton της ESA, καθόρισε μια πολύ πιο ακριβή θέση για το GRB 031203 και εντόπισε μια ταχέως εξασθενισμένη πηγή ακτίνων Χ, η οποία στη συνέχεια παρατηρήθηκε από ραδιόφωνα και οπτικά τηλεσκόπια στο έδαφος.
Αυτός ο πλούτος δεδομένων επέτρεψε στους αστρονόμους να προσδιορίσουν ότι το GRB 031203 έφυγε σε έναν γαλαξία λιγότερο από 1300 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, καθιστώντας τον το πλησιέστερο GRB που έχει παρατηρηθεί ποτέ. Ακόμα κι έτσι, ο τρόπος με τον οποίο το GRB 031203 εξασθένησε με το χρόνο και η κατανομή της ενέργειάς του δεν ήταν διαφορετικός από αυτόν των μακρινών GRB. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες άρχισαν να συνειδητοποιούν ότι η έννοια του «τυπικού κεριού» μπορεί να μην ισχύει. «Το να είσαι τόσο κοντά θα πρέπει να κάνει το GRB 031203 να φαίνεται πολύ φωτεινό, αλλά η ποσότητα των ακτίνων γάμμα που μετράται από την Integral είναι περίπου χίλιες φορές μικρότερη από αυτή που κανονικά θα περίμενε κανείς από ένα GRB», δήλωσε ο Sazonov.
Μια έκρηξη ακτίνων γάμμα που παρατηρήθηκε το 1998 σε έναν στενότερο γαλαξία φάνηκε ακόμη πιο αμυδρά, περίπου εκατό φορές λιγότερο φωτεινή από το GRB 031203. Ωστόσο, οι αστρονόμοι δεν μπόρεσαν να πει με βεβαιότητα εάν αυτό ήταν ένα γνήσιο GRB, επειδή το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του εκπέμπεται κυρίως ως Ακτίνες Χ αντί για ακτίνες γάμμα. Η δουλειά της ομάδας του Sazonov στο GRB 031203 δείχνει τώρα ότι εγγενώς πιο αδύναμοι GRB μπορούν πράγματι να υπάρχουν.
Μια ομάδα Αμερικανών αστρονόμων, συντονισμένη από την Alicia Soderberg από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια, Pasadena (ΗΠΑ), μελέτησε τη «μεταλαμπή» του GRB 031203 και έδωσε περαιτέρω υποστήριξη σε αυτό το συμπέρασμα. Η μετέπειτα λάμψη, που εκπέμπεται όταν ένα κύμα έκρηξης του GRB συγκλονίζει το διάχυτο μέσο γύρω του, μπορεί να διαρκέσει εβδομάδες ή μήνες και σταδιακά εξαφανίζεται. Χρησιμοποιώντας το Παρατηρητήριο Ακτίνων Χ Chandra της NASA, η Soderberg και η ομάδα της είδαν ότι η φωτεινότητα των ακτίνων Χ της μεταλαμπής ήταν περίπου χίλιες φορές πιο χαμηλή από αυτή των τυπικών απομακρυσμένων GRB. Οι παρατηρήσεις της ομάδας με το τηλεσκόπιο Very Large Array του Εθνικού Παρατηρητηρίου Ραδιοαστρονομίας στο Socorro (ΗΠΑ) αποκάλυψαν επίσης μια πηγή πιο αμυδρό από το συνηθισμένο.
Οι Sazonov και Soderberg εξηγούν ότι οι ομάδες τους έψαχναν προσεκτικά για ενδείξεις ότι το GRB 031203 θα μπορούσε να γέρνει με τέτοιο τρόπο ώστε το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειάς του να ξεφεύγει από την ανίχνευση της Integral. Ωστόσο, όπως είπε ο Sazonov, «το γεγονός ότι το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που βλέπουμε εκπέμπεται στον τομέα ακτίνων γάμμα, παρά στις ακτίνες Χ, σημαίνει ότι βλέπουμε τη δέσμη σχεδόν στον άξονα.» Είναι, επομένως, απίθανο ότι μεγάλο μέρος της ενεργειακής του παραγωγής μπορεί να περάσει απαρατήρητο.
Αυτή η ανακάλυψη υποδηλώνει την ύπαρξη ενός νέου πληθυσμού GRBs πολύ πιο κοντά αλλά και πιο αμυδρό από την πλειονότητα των γνωστών μέχρι στιγμής, οι οποίοι είναι πολύ ενεργητικοί αλλά μακρινές. Αντικείμενα αυτού του τύπου μπορεί επίσης να είναι πολυάριθμα και συνεπώς παράγουν συχνότερες εκρήξεις.
Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του πληθυσμού έχει ξεφύγει μέχρι τώρα από την προσοχή μας, επειδή βρίσκεται στο όριο της ανίχνευσης με παλαιότερα και παρόντα όργανα. Το ακέραιο, ωστόσο, μπορεί να είναι αρκετά ευαίσθητο για να αποκαλύψει μερικά από αυτά τα επόμενα χρόνια. Αυτά θα μπορούσαν να είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου και τα μελλοντικά παρατηρητήρια ακτίνων γάμμα, όπως η προγραμματισμένη αποστολή της NASA, Swift, θα πρέπει να είναι σε θέση να επεκτείνουν αυτήν την αναζήτηση σε πολύ μεγαλύτερο όγκο του Σύμπαντος και να βρουν πολλά περισσότερα υπο-ενεργητικά GRB.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
