Najjasnejší záblesk gama osvetľuje našu galaxiu ako nikdy predtým

Röntgenové lúče z výbuchu osvetlili 20 oblakov prachu v našej Mliečnej dráhe, čo umožnilo určiť ich vzdialenosti a vlastnosti prachu presnejšie ako kedykoľvek predtým. Záhadou však zostáva. Zdá sa, že trosky explodujúcej hviezdy, ktorá vybuchla gama záblesky, zmizli bez stopy.

Kedy bol prvýkrát ohlásený GRB 221009A Observatórium Neila Gehrelsa Swifta NASA Röntgen detekovaný 9. októbra 2022. Zdá sa, že zdroj sa nachádza v našej Mliečnej dráhe, neďaleko galaktického centra. Viac údajov zo Swift a Vesmírny teleskop Fermiho gama žiarenia NASA Čoskoro naznačil, že je to príliš ďaleko. pozorovanie od Veľmi veľký ďalekohľad Európskeho južného observatória Výbuch bol potom označený na oveľa vzdialenejšiu galaxiu, ktorá sa vyskytla za našou vlastnou galaxiou.

Oveľa vzdialenejšia, asi dve miliardy svetelných rokov a nie niekoľko desiatok tisíc, znamenalo, že GRB musel byť mimoriadne jasný.

„Rozdiel medzi vaším typickým zábleskom gama žiarenia a týmto je podobný rozdielu medzi žiarovkou vo vašej obývačke a svetlometmi horiacimi na športovom štadióne,“ hovorí Andrew Levan, Redbound University, Holandsko. ktorí použili vesmírny teleskop Jamesa Webba NASA/ESA/CSA a Hubbleov vesmírny teleskop NASA/ESA Na pozorovanie prasknutia.

Štatisticky sa očakáva, že taký jasný GRB ako GRB 221009A sa vyskytne iba raz za mnoho tisíc rokov, môže to byť tiež najjasnejší záblesk gama žiarenia od úsvitu ľudskej civilizácie. Astronómovia ho preto nazvali BOAT – najjasnejší, aký bol kedy pozorovaný.

„Bolo to veľmi zaujímavé podujatie. Mali sme veľké šťastie, že sme to videli,“ hovorí Alicia Ruco Escorial, výskumná členka ESA, ktorá študuje GRB.

Výpočty ukazujú, že výbuch na niekoľko sekúnd uložil do hornej atmosféry Zeme približne jeden gigawatt energie. To je ekvivalentné energetickému výkonu pozemnej elektrárne. „Vyslalo sa toľko gama a röntgenových lúčov, že to vzrušilo zemskú ionosféru,“ hovorí vedec projektu ESA Eric Kulkers z Integral, jednej z kozmických lodí, ktoré detekovali GRB.

Niekoľko ďalších kozmických lodí ESA, XMM-Newton, Solar Orbiter, BepiColombo, Gaia a SOHO, tiež detekovalo GRB alebo jeho účinky na našu galaxiu. Udalosť bola taká jasná, že aj dnes je zvyškové žiarenie, známe ako dosvit, stále viditeľné a ešte dlho bude. „Uvidíme dosvit tejto udalosti v nasledujúcich rokoch,“ hovorí Volodymyr Savchenko zo Ženevskej univerzity vo Švajčiarsku, ktorý v súčasnosti analyzuje integrálne údaje.

Teraz sa zhromažďuje obrovské množstvo údajov z úplne odlišných nástrojov, aby sme lepšie pochopili, ako došlo k pôvodnému výbuchu a ako žiarenie interagovalo s inou hmotou na svojej ceste vesmírom.

Jednou z oblastí, ktorá už priniesla vedecké výsledky, je röntgenové osvetlenie oblakov prachu v našej galaxii. Žiarenie putovalo medzihviezdnym priestorom asi dve miliardy rokov, kým vstúpilo do našej galaxie. Prvý prachový oblak sa stretol asi pred 60 000 rokmi a posledný asi pred 1000 rokmi.

Zakaždým, keď sa röntgenové lúče stretli s oblakom prachu, rozptýlili časť žiarenia a vytvorili sústredné prstence, ktoré sa zdalo, že sa šíria smerom von. XMM-Newton ESA pozoroval tieto prstence niekoľko dní po GRB. Najbližšie oblaky tvoria najväčšie prstence jednoducho preto, že sa z perspektívy javia väčšie.

Andrea Tiengo, Scuola Universitaria Superiore IUSS Pavia, Taliansko, a tím astronómov analyzovali údaje, aby získali čo najpresnejšie vzdialenosti ku každému z týchto oblakov prachu. „Zdá sa, že prvý oblak, ktorý sa s ním zrazí, je na samom okraji našej galaxie, kde sa zvyčajne pozorujú oblaky galaktického prachu,“ hovorí Andrea. Tím potom odhadol vlastnosti prachových častíc v oblakoch, keď sa röntgenové lúče rozptyľujú podľa veľkosti, tvaru a zloženia prachu.

V priebehu rokov astronómovia navrhli mnoho rôznych vlastností prachových zŕn, a tak ich Andrea a kolegovia mohli otestovať na základe röntgenových údajov. Zistili, že model reprodukuje prstene veľmi dobre. V tomto modeli boli prachové častice zložené väčšinou z grafitu, kryštalickej formy uhlíka. Svoje údaje použili aj na rekonštrukciu röntgenovej emisie z GRB, pretože tento konkrétny signál nebol priamo pozorovaný žiadnym z prístrojov.

Ale o objekte, ktorý explodoval, aby vytvoril GRB, zostáva záhada. Andrew Levan a jeho kolegovia použili Webbov a Hubbleov vesmírny ďalekohľad na hľadanie následkov výbuchu – a nič nenašli. „Je to zvláštne,“ hovorí, „a nie je celkom jasné, čo to znamená.“

Je možné, že hviezda bola taká masívna, že po počiatočnom výbuchu rýchlo vytvorila čiernu dieru, ktorá pohltila materiál, ktorý by tradične vytvoril plynný oblak známy ako pozostatok supernovy.

Takže astronómovia pokračujú v pátraní po pozostatkoch explodujúcej hviezdy, je potrebné vykonať veľa ďalšej práce. Jedna vec, ktorú budú hľadať, sú stopy ťažších prvkov, ako je zlato, o ktorých sa predpokladá, že vznikli pri takých masívnych výbuchoch.

Poznámky pre redaktorov:
Najnovšie pozorovania pre GRB 221009A, vrátane pozorovaní z XMM-Newton, James Webb Space Telescope a Integral, sú prezentované počas tlačového brífingu na 20. stretnutí High Energy Astrophysics Division Americkej astronomickej spoločnosti (AAS) 28. 2023. ) Havaj, USA živý prenos: https://www.youtube.com/c/AASPressOffice

Publikované v „Sila prstencov: GRB 221009a mäkké röntgenové žiarenie z jeho halo rozptyľujúceho prach“ od Andrea Tiengo a kol. Listy z astrofyzického časopisu: https://doi.org/10.3847/2041-8213/acc1dc

Publikované „Prvé JWST spektrum následkov GRB: žiadna jasná supernova nebola pozorovaná v najjasnejšom GRB, aký bol kedy pozorovaný, GRB 221009a“ od Andrewa Levana a kol. Listy z časopisu Astrophysical Journal: https://iopscience.iop.org/collections/apjl-230323-172_Focus-on-the-Ultra-luminous-GRB-221009A