Mēs esam atklājuši visspēcīgākos reģistrētos gamma staru uzliesmojumus

Gamma staru uzliesmojums DESY, Zinātnes komunikācijas laboratorija

Gamma staru uzliesmojumi ir visspēcīgākie sprādzieni zināmajā Visumā, kas, domājams, izdalās, kad masīva zvaigzne sabrūk melnajā caurumā vai neitronu zvaigznē.

Tagad zinātnieki ir tikko atklājuši pāris tos, kas ir jaudīgāki, nekā mēs varētu iedomāties. Iekšā trio no jauns papīri publicēts Daba , divas astronomu grupas ziņo par divu gamma staru uzliesmojumu noteikšanu, no kuriem katrs izstaro enerģijas rādījumus, kas pārsniedz iepriekšējā rekorda uzstādīšanas sērija , ieskaitot tādu, kas ir vairāk nekā 10 reizes jaudīgāks. Tas ir bezprecedenta atklājumu pāris, kam vajadzētu palīdzēt mums atrast vairāk šo eksotisko notikumu un radīt skaidrāku priekšstatu par to, kas notika tālās Visuma daļās pirms miljardiem un miljardiem gadu.

Gamma staru uzliesmojumi ir jaudīgāki, nekā mēs jebkad zinājām, saka Razmik Mirzoyan, astrofiziķis no Maksa Planka institūta un divu dokumentu līdzautors. Tas ir absolūti ievērojams.

Noteikumus veica divas observatorijas: Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) sistēma, kas izmanto divus teleskopus, kas atrodas vienā no Kanāriju salām, un High Energy Stereoscopic System (HESS), piecu teleskopu masīvs Namībijā. Abas vietnes izmanto tā sauktos attēlveidošanas gaisa Čerenkova teleskopus (IACT).

Kad augstas enerģijas gamma stari sasniedz Zemes atmosfēru, mijiedarbības rezultātā gaisa molekulas pārvēršas elektronu-pozitronu pāru kaskādē. Šie pāri pārvietojas cauri atmosfērai, izdalot kaut ko tādu, kas pazīstams kā Čerenkova starojums. IACT novēro šo starojuma dušu, un iegūtos datus var rekonstruēt un analizēt, lai noteiktu sākotnējo augstas enerģijas fotonu - gamma staru - enerģiju un virzienu, kas skāra atmosfēru.

Pirmais uzliesmojums, GRB 190114C, tika atrasts 14. janvārī. Sākotnēji to atklāja kosmosa teleskopu pāris, bet pēc tam HESS to pārbaudīja un padziļināti novēroja, tiklīdz bija zināmas tā koordinātas. MAGIC atklāja fotonu enerģiju GRB 190114C pēcspīdē (emisijas izbalēšanas daļa), kas pārsniedza teraelektronvoltu (TeV) diapazonu, kas ir triljonu reižu enerģiskāks nekā redzamā gaisma (redzamā gaisma ir aptuveni 1 eV). Līdz šim Krabja miglājs ir bijis spilgtākais zināmais TeV enerģijas avots. Šis jaunais sprādziens samazina šīs enerģijas 100 reizes un tagad ir spilgtākā zināmā TeV fotonu avota rekordists.

Otrais uzliesmojums GRB 180720B tika konstatēts 2018. gada 20. jūlijā. Tā enerģija bija krietni virs 0,1 TeV, taču tā joprojām bija vājāka par 1 TeV. Iepriekšējie gamma staru uzliesmojumi nebija novēroti virs 100 GeV. Uzliesmojumi tika mērīti pēcspīdēšanas fāzē, tāpēc sākotnējām emisiju enerģijām bija jābūt vēl augstākām, saka Mirzojans.

Turpmākie novērojumi, izmantojot citas observatorijas un instrumentus, atklāj, ka GRB 190114C nāca no galaktikas 4,5 miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes, savukārt GRB 180720B radās 6 miljardu gaismas gadu attālumā.

Visi gamma staru uzliesmojumi rodas ārpus Piena ceļa, parasti miljardu gaismas gadu attālumā galaktikās, kurās veidojas daudz masīvu zvaigžņu. Lai gan mēs precīzi nezinām, kas radīja šos konkrētos, mēs zinām, ka tie abi ir ilgstoši uzliesmojumi. Tas nozīmē, ka tie rodas, kad reta veida masīva, ātri rotējoša zvaigzne pēkšņi sabrūk spēcīgā melnajā caurumā vai strauji rotējošā augsti magnetizētā neitronu zvaigznē, ko sauc par magnetāru, saka Bings Džans, astrofiziķis no Nevadas universitātes Lasvegasā. nebija iesaistīts pētījumos. Jebkurš objekts var radīt gamma staru uzliesmojumus, un šajā gadījumā tie tika taisni staroti pret Zemi, par laimi astronomiem.

Divi jaunie gamma staru uzliesmojumi ne tikai rada rekordus, bet arī sniedz ieskatu par to, kā tieši šīs parādības rodas. Vienīgais mehānisms, kas varētu izraisīt tik lielas enerģijas emisijas, ir fotonu izkliede augstākā enerģijā, ko izraisa sadursmes ar paātrinātiem elektroniem. Daudzi zinātnieki, tostarp Džans, jau sen ir izvirzījuši teoriju, ka šāds mehānisms pastāv.

Tāpat kā gravitācijas viļņu noteikšanas gadījumā, liela cerība ir, ka šis atklājums nozīmē, ka mēs varēsim pamanīt vairāk augstas enerģijas gamma staru uzliesmojumu un raksturot tos vēl sīkāk. Objektus, kas atrodas miljardu gaismas gadu attālumā, ir neticami grūti fiksēt. Gamma staru uzliesmojumi ir vieni no vienīgajiem signāliem, ko varam atklāt un kas var mums pastāstīt par to, kas notiek tik tālu.

Šī ziņa ir grozīta, lai sniegtu plašāku kontekstu par enerģiju, ko emitē šie jaunākie pārsprāgšanas gadījumi.

paslēpties