A gamma-sugárzás (GRB) az univerzum egyik legerősebb energiájú jelensége, és a legkevésbé kutatott. Ezek az energiarobbanások akkor fordulnak elő, amikor egy hatalmas csillag szupernóvává válik, és kettős gamma-sugarat bocsát ki, amelyek fényévek milliárdnyi távolsága látható. Mivel ezek szorosan kapcsolódnak a fekete lyukak kialakulásához, a tudósok lelkesen kívántak részletesebben tanulmányozni ezt a ritka előfordulást.
Sajnos erre kevés lehetőség nyílt meg, mivel a GRB-k nagyon rövid élettartamúak (csak másodpercekig tartanak), és legtöbbjük távoli galaxisokban történt. De a távcsövek felhasználásával tett erőfeszítéseknek köszönhetően a csillagászok 2019 januárjában képesek voltak észlelni egy GRB-t (GRB 190114C jelöléssel). A GRB-ből származó sugárzás némelyike a legmagasabb energia, amit valaha megfigyelt, és ez mérföldkőnek számít a történelem történetében. csillagászat.
Az ezeket az eredményeket leíró tanulmány („A hosszú gammasugár-robbanás során fellépő inverz Compton-kibocsátások megfigyelése” címmel) a közelmúltban jelent meg a folyóiratban Természet és megjelenni fog a naplóban Csillagászat és asztrofizika. A tanulmányt Antonio de Ugarte Postigo vezette az Andalúzia Intézetből, és bevonta a MAGIC együttműködés, a NASA és a világ minden részén működő kutatóintézetek tagjait.
Egyértelműen fogalmazva, a GRB-k valójában meglehetősen gyakoriak, napi körülbelül egyszer fordulnak elő a megfigyelhető univerzumban. De rövid és röpke jellegük miatt nagyon nehéz volt a műszereket a forráson kiképezni, mielőtt azok eltűntek. De a gamma-sugárzás érzékelésére optimalizált több távcső segítségével a GRB 190114-et pontosan megfigyelték.
Ide tartoztak a NASA Neil Gehrels Swift Megfigyelőközpontja, a Fermi Gamma-Ray Űrtávcső, valamint a földi kettős nagy légköri Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) távcsövek - amelyek a La Palma Kanári-szigeten találhatók és a Max Planck üzemeltetik. Fizikai Intézet (MPP).
Amikor ezek a távcsövek megfigyelték a GRB 190114C-t, megfigyelték, hogy a felszabaduló energia egy része az 1Tera elektronvolt (TeV) tartományban mérve - körülbelül egy billiószor annyi energiát jelent fotononként, amelyet a látható fény észlel. Korábbi megfigyelések alapján a csillagászok becslések szerint ezen energiaszint elérése érdekében az összeomló csillag által kibocsátott anyagnak a fénysebesség 99,999% -án kell haladnia.
Más szavakkal, a haldokló csillag anyagát annak a határának aig kell gyorsítani, amit a fizikai anyag képes elviselni, hogy létrejöjjön az ilyen energikus robbanás. Ezt az anyagot ezután a csillagot körülvevő gáznemű felhőkön keresztül kényszerítik (az elszívott külső rétegek maradványai), és olyan sokkot okoznak, amely maga a gammasugár-robbanást okozza.
A tudósok már régóta megpróbálták megfigyelni a GRB-k rendkívül energikus kibocsátását, és ez a konkrét robbanás mindenkori első lehetőséget biztosított. Ahogyan Dr. de Ugarte Postigo egy ESA / Hubble sajtóközleményben kifejtette:
„A tudósok sokáig megpróbálták megfigyelni a gamma-sugárzásból származó nagyon magas energiakibocsátást. Ez az új megfigyelés elengedhetetlen lépés a gamma-sugarakódások, azok közvetlen környezetének és az anyag viselkedésének megértésében, amikor az a fénysebesség 99,999% -án halad. ”
A jövőre nézve több űrben működő obszervatórium fogja megfigyelni a GRB 190114C-et előállító szupernóvuát, hogy többet megtudjon a környezetéről és arról, hogy ez a szélsőséges robbanás miként történt. Különösen az európai csillagászoknak volt megfigyelési ideje a NASA / ESA Hubble Űrtávcsővel a forráskörnyezet tanulmányozására.
Ezeket az erőfeszítéseket a csillagászok segítették az ESO nagyon nagy távcsőjével (VLT) és az Atacama nagyméretű miliméter / szubimiliméter tömbjével (ALMA) chilében. Megfigyeléseiket a Hubble által gyűjtött adatokkal kombinálva az csillagászok részletesebben megfigyelték ennek a GRB-nek a galaxist (amely 5 milliárd fényévnyire van a Földtől).
Ahogyan Andrew Levan a holland Radboud Egyetem Matematikai Intézetét, az asztrofizika és részecskefizika tanszékét ismerteti:
„A Hubble megfigyelései azt sugallják, hogy ez a tört tört egy nagyon sűrű környezetben, közvetlenül egy fényes galaxis közepén, 5 milliárd fényévnyire. Ez valóban szokatlan, és arra utal, hogy lehet, miért hozta létre ezt a rendkívül erős fényt. ”
Ez a mérföldkő bizonyítja a csillagászati eszközök növekvő képességét és a nemzetközi együttműködés növekvő fontosságát. Ez összhangban áll a csillagászat jelenlegi korszakával is, ahol a forradalmi felfedezések egyre gyakoribbak. Az elmúlt években a valaha rosszul megértett vagy korlátozott jelenségeket rendszeresen kutatják.
