Sötét gammasugár tört, GRB020819. Kép jóváírása: Keck. Kattints a kinagyításhoz.
Gyakorlatilag minden, amit tudunk az univerzumról, a fény közvetítésén keresztül jut hozzánk. Az anyagtól eltérően, a fény egyedülállóan alkalmas arra, hogy hatalmas távolságokat terepen áthajtson az űrbe az instrumentumokhoz. A legtöbb csillagászati jelenség azonban tartós és megismételhető - számíthatunk rájuk, hogy „lógjanak” a hosszú távú megfigyeléshez vagy „visszatérjenek” rendszeresen. De ez nem így van a gammasugár-felrobbanások esetén (GRB-k) - azok a titokzatos kozmológiai események, amelyek fotonokat (és szubatomos részecskéket) töltöttek fel abszurd módon magas energiaszinttel.
Az első észlelt égi GRB a nukleáris fegyverekről szóló szerződés nyomon követése során történt 1967-ben. Ez az esemény évekig tartó elemzést igényelt, mielőtt földönkívüli eredetét megerősítették. A felfedezés után primitív háromszögelési módszereket vezettek be az Interplanetary Network (IPN) különféle űrszondáin található detektorok segítségével. Az ilyen módszerek nagyszámú összepróbálást igényeltek, és lehetetlenné tették az azonnali nyomon követést a földi eszközökkel. A késések ellenére a gamma-sugárforrások százai katalogizáltak. Manapság - még az internet használata esetén is - még néhány napra szükség lenne, hogy válaszoljunk egy IPN-típusú észlelési megközelítéssel.
Mindez 1991-ben változni kezdett, amikor a NASA a Compton Gamma Ray Observatoryt (CGRO) az űrbe helyezte az Atlantis űrrepülőgép segítségével, a „Nagy Obszervatóriumok” programjának részeként. Az ég letapogatásától számított négy hónapon belül a CGRO világossá tette a csillagászoknak, hogy az Univerzum szinte napi időközönként szórványos és széles körben elterjedt gammasugár-paroxizmusokon ment keresztül - olyan kataklizmikus események által okozott paroxysmák, amelyek hatalmas mennyiségű gamma- és más nagy energiájú sugárzást okoznak az egész a téridő mélysége.
A CGRO-nak azonban volt egy fő korlátja - noha gyorsan képes volt felismerni a gammasugarakat és riasztani a csillagászokat, nem volt különösebben pontosan meghatározva, hogy hol fordulnak elő ilyen események az űrben. A nagy „hibakör” miatt a csillagászok nem tudták megtalálni az ilyen események látható fényét. E korlátozás ellenére a CGRO folyamatos, periodikus és epizodikus gammasugár-források százai felismerésére szolgált - ideértve a szupernóvákat, pulzárokat, fekete lyukakat, kvazárokat és még magát a Földet is! Időközben a CGRO felfedezett valamit váratlanul is - egyes impulzusok a gamma sugarainak keskeny sávú adóként működtek, anélkül, hogy a látható fényt kísérték volna - és ott feküdt az csillagász első „sötét” GRB érzése.
Ma tudjuk, hogy a „sötét pulzárok” nem az egyetlen „sötét” gamma-sugarak forrása az univerzumban. A csillagászok megállapították, hogy az epizodikus (csak egyszeri) GRB-k kis részében szintén alacsony a látható fény, és - mint bárki más, akit megkísért a szokatlan és megmagyarázhatatlan -, tudni akarják, miért. Valójában a GRB-k annyira egyediek, hogy a rajongók gyakran hallanak, amikor azt mondják: „Amikor egy GRB-t láttál, egy GRB-t láttál”.
Az első műhold, amely egyszerűsítette a GRB utánvilágításának optikai felismerését, a BeppoSAX volt. Az olasz Űrügynökség által az 1990-es évek közepén kifejlesztett BeppoSAX 1996. április 30-án indította el a Cape Canaveraltól, és 2002-ig folytatta a röntgenkibocsátás-források felderítését és pontos meghatározását. A BeppoSax hibadiagramja elég kicsi volt ahhoz, hogy az optikai csillagászok sok GRB nyomon követését lehetővé tegyék. utánfények a részletes vizsgálathoz látható fényben, földi eszközökkel.
A BeppoSAX újból belépett a Föld légkörébe, 2003. április 29-én, de ekkorra a NASA pótlása (HETE-2, a High Energy Transient Explorer-2) már évek óta állomáson volt az alacsony földi pályán. A HETE-2 készüléken (az első inkarnációja, amely a HETE-t 1996-ban nem tudta elválasztani a Pegasus rakéta harmadik szakaszától) kibővítette a röntgendetektálási tartományt, és még szűkebb hibaköröket biztosított - csak a csillagászoknak a dolgát kellett javítaniuk a válaszidejükben. a GRB utánvilágításának megkeresése.
Két évvel és néhány hónappal később (2002. augusztus 19., hétfő) a HETE-2 elindította a harangokat és a sípeket, mivel egy erős gammasugár-forrást észleltek valahol a Halak halak csillagképének feje közelében. Ez az esemény (GRB 020819 jelöléssel) egy csillagászati obszervatórium sorozatát indította el a rádiófrekvenciás, közeli infravörös és a látható fény fotonok rögzítésében annak érdekében, hogy meghatározzák az esemény bekövetkezésének helyét, és segítsenek megérteni az azt okozó jelenséget.
A sötét GRB 020819 rádiós utánvilágítás és fogadó galaxis című tanulmány szerint, amelyet 2005. május 2-án tettek közzé egy nemzetközi nyomozócsoport (ideértve Pall Jakobsson-t a dán koppenhágai Niels Bohr Intézetből, aki igazolta ezt a cikket), 4 órán belül Az ausztráliai 1 méteres Siding Spring Observatory (SSO) távcsövet detektálva olyan térrégióra fordítottam, amely kevesebb, mint a Hold látszólagos átmérőjének a hetedik része. 13 óra múlva egy második, valamivel nagyobb hangszer - az 1,5 méteres P60 egység a hegynél. Palomar - szintén csatlakozott a hajszahoz. Egyik eszköz sem - a 22-es fényerősségű fény elfogása ellenére - semmi szokatlanul megragadta az űr azon régiójában. Ugyanakkor egy nagy és rendkívül fényképes, 19,5-es nagyságrendű, arccal ellátott spirális galaxis szépen belekerült műszereikbe.
Tizenöt nappal később a Hawaii Mauna Kea 10 méteres Keck ESI hangszerével ugyanazt a régiót kék és piros fényben leképezték 26.9-es nagyságra. Ezen az optikai mélységnél egy határozott 24. nagyságú „folt” (feltételezhetően HII csillagképző régió) 3 spirál másodperccel északra a spirális galaxistól. Az utolsó kísérlet bármi további észlelésére 2003. január 1-jén történt - ismét a Keck 10 méterrel. A GRB 020819 régióból származó optikai fényben nem történt változás. Mindez megerősítette, hogy egyetlen látható utánvilágítás sem kísérte a HETE-2 által körülbelül 134 nappal korábban észlelt gamma-sugárzás kitörését. A vizsgáló csoport „sötét gamma-sugárzójával” rendelkezik. Később a feladat lesz kitalálni, hogy mi a fene volt - vagy legalábbis nem volt…
Rendszeresen az optikai és a közeli infravörös ellenőrzés ciklusa alatt a robbanás régióját megfigyelték rádióhullám frekvenciákban. A VLA (Nagyon nagy tömb - 27 Y-konfigurációjú 25 méteres edényből áll, ötven mérföldnyire nyugatra Socorro-tól, Új-Mexikó) felhasználásával a csapatnak sikerült megragadnia egy 8,48 GHz-es sugárzási hullámútvonalat, és azonosította annak helyét.
Az első rádióhullámokat a HETE-2 riasztás után 1,75 nappal gyűjtöttük össze a GRB 020819-ből. 157. napra az rf energiaszint olyan szintre esett, hogy a forrást már nem lehetett magabiztosan megtekinteni. Ekkorra azonban helyét pontosan megmutatták a „foltnak”, három ív-másodperccel a korábban nem ábrázolt spirális galaxis magjától északra. Sajnos - gyengesége miatt - maga a blob távolsága sem spektrográfiailag nem volt meghatározható - azonban a galaxist úgy találták, hogy 6,2 BLY távolságra fekszik, és „nagy magabiztosságot élvez” a forrással való kapcsolat szempontjából.
Az ilyen vizsgálatok eredményeként az csillagászok egyre inkább megtanulnak egy olyan kataklizmikus eseményt, amelyek nagy és alacsony energiájú fotonok hatalmas fluxusát eredményezik, miközben szinte teljesen kihagyják a közbülső frekvenciákat - például az ultraibolya, látható és a fény közeli infravörös frekvenciáját. Van valami, ami ezt meg tudja magyarázni?
A GRB 020819-ből származó tanulás alapján a csapat három tűzgolyó-sokk modellt fedezett fel, amelyek szerint a sötét GRB-k előfordulhatnak. A három közül (a nagy energiájú gázok egyenletes kiterjedése egy homogén közegbe, egyenletes kiterjesztés rétegezett közegbe és egy vagy több típusú közegbe áthatoló kollimált sugár) a GRB 020819 viselkedés viselkedéséhez a legmegfelelőbb a nagy energiájú gázok egyenletes kiterjedése. más gázok homogén közegébe (egy modell, amelyet az asztrofizikus R. Sari és mtsai 1998-ban javasoltak). Ennek az izotropikus tágulási modellnek az az oka, hogy (a vizsgáló csoport szavaival összhangban), hogy „csak egy szerény mennyiségű kihalást kell idézni” a látható fény hiánya miatt.
A sötét GRB-kkel kapcsolatos lehetséges forgatókönyvek körének szűkítése mellett a csoport arra a következtetésre jutott, hogy „GRB 020819, egy viszonylag közeli robbanás, a 14 GRB közül csak egy a HETE-2-en belüli (2 ívpercet használó) GRB-k közül kettőnek, amely nincs bejelentett OA. Ez alátámasztja azt a közelmúltbeli állítást, miszerint a sötét robbanás frakciója sokkal alacsonyabb, mint amit korábban javasoltak, talán akár 10% is. ”
Jeff Barbour írta
