Taiteilija kuvaa mustaa reikää, joka kuluttaa neutronitähden. Kuvan luotto: Dana Berry / NASA. Klikkaa suurentaaksesi.
Tutkijat ovat ratkaisseet 35-vuotiaan mysteerin voimakkaiden sekunnin jaksottaisten valonsäteiden alkuperästä, joita kutsutaan lyhyiksi gammasäteen purskeiksi. Nämä välähdykset, jotka ovat kirkkaampia kuin miljardi aurinkoa, mutta kestävät vain muutaman millisekunnin, ovat olleet yksinkertaisesti liian nopeita kiinniottamiseen ... tähän asti.
Jos arvelet, että kyseessä on musta aukko, olet ainakin puoli oikeassa. Lyhyet gammasäteen purskeet syntyvät mustan aukon ja neutronitähden tai kahden neutronitähden välisistä törmäyksistä. Ensimmäisessä skenaariossa musta aukko makaa neutronitähden alas ja kasvaa isommaksi. Toisessa skenaariossa kaksi neutronitähteä luovat mustan aukon.
Gamma-säteilypurskeet, tehokkaimmat tunnetut räjähdykset, havaittiin ensimmäisen kerran 1960-luvun lopulla. Ne ovat satunnaisia, ohimeneviä ja niitä voi esiintyä mistä tahansa taivaan alueelta. Yritä löytää kameran salaman sijainti jostakin laajasta urheilustadionista ja sinulla on käsitys gamma-säteilypurskeiden metsästäjien haasteista. Tämän mysteerin ratkaiseminen vei tutkijoiden keskuudessa ennennäkemättömän koordinoinnin käyttämällä monia maapallolla sijaitsevia kaukoputkia ja NASA-satelliitteja.
Kaksi vuotta sitten tutkijat havaitsivat, että pidempien, yli kahden sekunnin kestävien purskeiden seurauksena on erittäin massiivisten tähtien räjähdys. Noin 30 prosenttia purskeista on kuitenkin lyhyt ja alle kaksi sekuntia.
Toukokuusta lähtien on havaittu neljä lyhyttä gammasäteilyä. Kaksi näistä on esitetty neljässä lehdessä 6. lokakuuta ilmestyvässä Nature-lehdessä. Yksi heinäkuusta puhjennut todiste tupakointipistoolista tukee törmäysteoriaa. Toinen purske kulkee askeleen pidemmälle tarjoamalla houkuttelevia, ensimmäistä kertaa todisteita mustasta aukosta, joka syö neutronitähden - venytä ensin neutronitähti puolikuuhun, nielaisee sen ja sitten heittää murtuneen tähden murut minuuteissa ja tunneissa, jotka seurasi.
Nämä löytöt voivat auttaa myös painovoima-aaltojen välittömässä havaitsemisessa, jota ei koskaan ennen ole nähty. Tällaiset sulautumiset luovat painovoima-aaltoja tai värinää avaruuden aikana. Lyhyet gammasädepurskeet voisivat kertoa tutkijoille, milloin ja mistä etsiä väreilyä.
"Gammasäteilypurskeita on yleensä vaikea tutkia, mutta lyhyimpiä on ollut lähes mahdotonta purkaa", sanoi tohtori Neil Gehrels NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksesta Greenbeltissä, MD, NASA: n Swift-satelliitin päätutkija. ja pääkirjailija yhdessä Nature-raportissa. ”Kaikki tämä on muuttunut. Meillä on nyt työkalut näiden tapahtumien tutkimiseen. ”
Swift-satelliitti havaitsi lyhyen purskeen 9. toukokuuta, ja NASAn korkean energian väliaikainen tutkija (HETE) havaitsi uuden 9. heinäkuuta. Nämä ovat kaksi luonnossa esiintyvää pursketta. Swift ja HETE välittivät purskekoordinaatit nopeasti ja itsenäisesti tutkijoille ja observatorioille matkapuhelimen, piippausten ja sähköpostin välityksellä.
9. toukokuuta tapahtuma merkitsi ensimmäistä kertaa tutkijoita tunnistamassa lyhyen gammasätepurskeen jälkivalon, jota tavallisesti havaitaan pitkien purskausten jälkeen. Tästä löytöstä tehtiin NASA: n lehdistötiedote 11. toukokuuta. Nature-julkaisussa julkaistut uudet tulokset edustavat perusteellisia analyysejä näistä kahdesta puhkeamisen jälkivalaistuksesta, mikä arvioi tapauksen lyhyiden purskeiden alkuperästä.
"Meillä oli kiusallisuus, että lyhyet gammasäteilypurskaukset tulivat mustasta aukosta kaatuneesta neutronitähdistä tai toisesta neutronitähdistä, mutta nämä uudet havainnot eivät jätä epäilystäkään", kertoi tohtori Derek Fox Penn Statestä, yhden luontoraportin pääkirjailija. yksityiskohtaisesti moniaallonpituushavainto.
Fox-joukkue löysi röntgenkuvauksen 9. heinäkuuta tapahtuneen räjähdyksen jälkeen NASA: n Chandran röntgen observatorion avulla. Kööpenhaminan yliopiston professori Jens Hjorthin johtama ryhmä tunnisti optisen jälkivalon Tanskan 1,5 metrin kaukoputkella La Silla-observatoriossa Chilessä. Foxin joukkue jatkoi sitten jälkivalon tutkimuksia NASA: n Hubble-avaruusteleskoopilla; du Pont- ja Swope-kaukoputket Las Campanasissa, Chilessä, rahoittanut Carnegie Institution; Subaru-kaukoputki Mauna Keassa, Havaijilla, jota hallinnoi Japanin kansallinen tähtitieteellinen observatorio; ja Erittäin suuri ryhmä, 27 radioteleskoopin osa lähellä Socorro, N.M., jota hoitaa National Radio Astronomy Observatory.
Heinäkuun 9. päivän purskeen moniaallonpituushavainto, nimeltään GRB 050709, tarjosi kaikki palapelin palat lyhyen purskesalaisuuden ratkaisemiseksi.
"Voimakkaat kaukoputket eivät havainneet supernoovaa gammasäteilyn purkautuessa väittäen massiivisen tähden räjähdystä", sanoi Dr. George Ricker MIT: stä, HETE: n päätutkija ja toisen Nature-artikkelin kirjoittaja. "9. heinäkuuta puhjennut oli kuin koira, joka ei haukunut."
Ricker lisäsi, että 9. heinäkuuta puhkesi ja luultavasti 9. toukokuuta puhkesi isäntägalaksejensa laitamilla, missä vanhojen yhdistyvien binaarien odotetaan olevan. Lyhyitä gammasäteen purskeita ei odoteta nuorissa, tähtiä muodostavissa galakseissa. Kestää miljardeja vuosia, kun kaksi massiivista tähteä, kytkettynä binaariseen järjestelmään, kehittyy ensin mustan aukon tai neutronitähtien vaiheeseen ja sitten sulautua yhteen. Tähteen siirtyminen mustaan reikään tai neutronitähtiin liittyy räjähdykseen (supernoova), joka voi potkaista binaarijärjestelmän kaukana alkuperästään ja ulos vastaanottavan galaksin reunaa kohti.
Tämä 9. heinäkuuta puhkesi ja myöhemmin 24. heinäkuuta osoitti ainutlaatuisia signaaleja, jotka viittaavat minkään vanhan sulautumisen lisäksi tarkemmin sanottuna mustan aukon - neutronitähtien sulautumiseen. Tutkijat näkivät röntgenvalon piikit alkuperäisen gammasäteen purskeen jälkeen. Nopea gammasäteosa on todennäköisesti signaali mustasta reiästä, joka nielee suurimman osan neutronitähdistä. Seuraavat minuutit tunteina röntgensignaalit voivat olla mustan aukon putoamisia neutronitähtimateriaalin muruja, vähän kuin jälkiruoka.
Ja siellä on enemmän. Sulautumiset luovat painovoima-aaltoja, väreilyä avaruusajassa, jonka Einstein ennusti, mutta jota ei koskaan havaittu suoraan. 9. heinäkuuta puhkesi noin kahden miljardin valovuoden päässä. Kansallisen tiedesäätiön Laserinterferometrin gravitaatioaalto-observatorio (LIGO) voi havaita suuren yhdistymisen lähempänä maata. Jos Swift havaitsee lähellä olevan lyhyen purskeen, LIGO-tutkijat voisivat palata takaisin ja tarkistaa tiedot tarkan ajan ja sijainnin mielessä.
"Tämä on hyvä uutinen LIGOlle", sanoi tri Albert Lazzarini, LIGO-laboratoriosta Caltechista. ”Lyhyiden purkujen ja sulautumisyritysten välinen yhteys nousi LIGO: lle ennustettua korkoa, ja ne näyttävät olevan aikaisempien arvioiden huipussa. Havainnot tarjoavat myös houkuttelevia vinkkejä mustan aukon - neutronitähtien yhdistymisistä, joita ei ole aiemmin havaittu. LIGOn tulevan koko vuoden mittaisen havainnon aikana voimme havaita painovoima-aaltoja tällaisesta tapahtumasta. "
Musta reikä - neutronitähtien sulautuminen tuottaisi voimakkaampia painovoima-aaltoja kuin kaksi sulautuvaa neutronitähteä. Nyt kysymys on, kuinka yleisiä ja kuinka lähellä nämä sulautumiset ovat. Marraskuussa 2004 lanseerattu Swift voi tarjota vastauksen.
Alkuperäinen lähde: NASA: n lehdistötiedote
