211service.com
Wykryliśmy najpotężniejsze rozbłyski gamma w historii
Rozbłysk gamma DESY, Laboratorium Komunikacji Naukowej
Rozbłyski gamma to najpotężniejsze eksplozje w znanym wszechświecie, które, jak się uważa, są wyzwalane, gdy masywna gwiazda zapada się w czarną dziurę lub gwiazdę neutronową.
Teraz naukowcy właśnie odkryli parę z nich potężniejszych, niż mogliśmy sobie wyobrazić. W trio z Nowy dokumenty tożsamości opublikowane w Natura , dwa zespoły astronomów donoszą o wykryciu dwóch rozbłysków gamma, z których każdy wyemitował odczyty energii przekraczające poprzednia seria rekordów , w tym ponad 10 razy silniejszy. To bezprecedensowa para odkryć, które powinny pomóc nam znaleźć więcej tych egzotycznych wydarzeń i nakreślić jaśniejszy obraz tego, co działo się w odległych częściach wszechświata miliardy i miliardy lat temu.
Rozbłyski gamma są silniejsze niż kiedykolwiek wiedzieliśmy, mówi Razmik Mirzoyan, astrofizyk z Instytutu Maxa Plancka i współautor dwóch artykułów. To absolutnie niezwykłe.
Wykrycia dokonały dwa obserwatoria: system Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC), który wykorzystuje dwa teleskopy znajdujące się na jednej z Wysp Kanaryjskich, oraz High Energy Stereoscopic System (HESS), układ pięciu teleskopów w Namibii. Oba stanowiska wykorzystują tak zwane lotnicze teleskopy Czerenkowa do obrazowania (IACT).
Kiedy wysokoenergetyczne promienie gamma uderzają w ziemską atmosferę, interakcja powoduje, że cząsteczki powietrza zamieniają się w kaskadę par elektron-pozyton. Te pary pędzą przez atmosferę, uwalniając coś znanego jako promieniowanie Czerenkowa. IACT obserwuje ten deszcz promieniowania, a uzyskane dane można zrekonstruować i przeanalizować w celu określenia energii i kierunku oryginalnych wysokoenergetycznych fotonów – promieni gamma – które uderzają w atmosferę.
Pierwszy rozbłysk, GRB 190114C, został znaleziony 14 stycznia. Początkowo wykryty przez parę teleskopów kosmicznych, został zweryfikowany i dogłębnie obserwowany przez HESS, gdy tylko poznano jego współrzędne. MAGIC wykrył energie fotonów w poświacie GRB 190114C (zanikającej części emisji), które przekraczały zakres teraelektronowoltów (TeV), który jest bilion razy bardziej energetyczny niż światło widzialne (światło widzialne wynosi około 1 eV). Do tej pory Mgławica Krab była najjaśniejszym znanym źródłem energii TeV. Ten nowy rozbłysk przyćmiewa te energie o współczynnik 100 i jest teraz rekordzistą dla najjaśniejszego znanego źródła fotonów TeV.
Drugi błysk, GRB 180720B, został wykryty 20 lipca 2018 r. Miał energie znacznie powyżej 0,1 TeV, ale wciąż słabsze niż 1 TeV. Poprzednie błyski gamma nie były widziane powyżej 100 GeV. Rozbłyski mierzono w fazie poświaty, więc początkowe energie emisji musiały być jeszcze wyższe, mówi Mirzoyan.
Dalsze obserwacje przy użyciu innych obserwatoriów i instrumentów ujawniają, że GRB 190114C pochodzi z galaktyki 4,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi, podczas gdy GRB 180720B pochodzi z 6 miliardów lat świetlnych od Ziemi.
Wszystkie rozbłyski gamma powstają poza Drogą Mleczną, zwykle miliardy lat świetlnych stąd, w galaktykach z dużą ilością formacji masywnych gwiazd. Chociaż nie wiemy dokładnie, co spowodowało te konkretne, wiemy, że oba są długotrwałymi wybuchami. Oznacza to, że powstają, gdy rzadki typ masywnej, szybko obracającej się gwiazdy nagle zapada się w potężną czarną dziurę lub szybko obracającą się silnie namagnesowaną gwiazdę neutronową zwaną magnetarem, mówi Bing Zhang, astrofizyk z Uniwersytetu Nevada w Las Vegas, który nie był zaangażowany w badania. Obydwa obiekty mogą wytwarzać rozbłyski gamma iw tym przypadku zostały skierowane prosto w kierunku Ziemi, na szczęście dla astronomów.
Oprócz tego, że są tylko rekordowymi odkryciami, dwa nowe rozbłyski gamma dają nam pewien wgląd w to, jak dokładnie powstają te zjawiska. Jedynym mechanizmem, który może powodować tak wysokoenergetyczne emisje, jest rozproszenie fotonów w wyższe energie, indukowane przez zderzenia z przyspieszonymi elektronami. Wielu naukowców, w tym Zhang, od dawna teoretyzuje, że taki mechanizm istnieje.
Podobnie jak w przypadku wykrywania fal grawitacyjnych, duża nadzieja jest taka, że odkrycie to oznacza, że będziemy w stanie wykryć więcej wysokoenergetycznych rozbłysków gamma i scharakteryzować je jeszcze bardziej szczegółowo. Obiekty znajdujące się w odległości miliardów lat świetlnych są niezwykle trudne do zbadania. Rozbłyski gamma to jedne z jedynych wykrywanych przez nas sygnałów, które mogą nam coś powiedzieć o tym, co dzieje się tak daleko.
Ten post został poprawiony, aby zapewnić więcej kontekstu na temat energii emitowanej przez te najnowsze detekcje serii.