Gammasäteilypurskeet (GRB) ovat yksi maailmankaikkeuden energisimmista ilmiöistä ja myös vähiten tutkittuja. Nämä energian räjähdykset tapahtuvat, kun massiivinen tähti menee supernoovaan ja emittoi gammasäteiden kaksoispaloja, jotka voidaan nähdä miljardien valovuosien päässä. Koska tutkijat liittyvät läheisesti mustien reikien muodostumiseen, tutkijat ovat innokkaita tutkimaan tätä harvinaista esiintymää yksityiskohtaisemmin.
Valitettavasti tähän on tapahtunut vain vähän mahdollisuuksia, koska GRB: t ovat erittäin lyhytaikaisia (kestävät vain sekunnin ajan) ja suurin osa on tapahtunut kaukaisissa galakseissa. Mutta teleskooppisarjan käyttämisen ansiosta tähtitieteilijät pystyivät havaitsemaan GRB: n (nimeltään GRB 190114C) jo tammikuussa 2019. Jotkut tämän GRB: n säteilystä olivat korkeinta energiaa, jota koskaan on havaittu, mikä teki siitä virstanpylvään historiassa. tähtitiedestä.
Näitä löydöksiä kuvaava tutkimus (otsikko “Pitkästä gammasäteilystä aiheutuneiden käänteisten Compton-päästöjen havaitseminen”) ilmestyi äskettäin lehdessä luonto ja on tarkoitus ilmestyä päiväkirjaan Tähtitiede ja astrofysiikka. Tutkimusta johti Antonio de Ugarte Postigo Andalucian instituutista. Tutkimukseen osallistuivat MAGIC-yhteistyön, NASA: n ja tutkimuslaitosten jäseniä ympäri maailmaa.
Selvästi sanottuna, GRB: t ovat oikeastaan melko yleisiä, niitä esiintyy noin kerran päivässä havaittavissa olevassa universumissa. Mutta niiden lyhyen ja ohimenevän luonteen vuoksi on ollut erittäin vaikeaa kouluttaa instrumentteja lähteellä ennen kuin ne katoavat. Mutta useiden teleskooppien avulla, jotka on optimoitu gammasäteiden havaitsemiseen, GRB 190114 havaittiin ajoissa.
Tähän sisältyi NASA: n Neil Gehrels Swift-observatorio, Fermi-gamma-ray-avaruusteskooppi sekä maapallolla sijaitsevat kaksinkertaiset ilmakehän matriisia kuvaavat Cherenkov (MAGIC) -kaukoputket - jotka sijaitsevat Kanariansaarella La Palmassa ja joita hoitaa Max Planck. Fysiikan instituutti (MPP).
Kun nämä kaukoputket havaitsivat GRB 190114C: n, he havaitsivat, että osa vapautetusta energiasta mitattiin 1Tera: n elektronivoltin (TeV) alueella - noin biljoona kertaa niin paljon energiaa fotonia kohti, jota havaittiin näkyvällä valolla. Aikaisempiin havaintoihin perustuen, tähtitieteilijöiden arvioiden mukaan tämän energiatason saavuttamiseksi romahtavasta tähdestä emittoidun materiaalin piti kulkea valon nopeudella 99,999%.
Toisin sanoen kuolevan tähden materiaali olisi kiihdytettävä siihen rajaan saakka, mitä fyysinen aine voi kestää tällaisen energisen purskeen aikaansaamiseksi. Tämä materiaali pakotetaan sitten tähtiä ympäröivien kaasupilvien läpi (puhallettujen ulkokerrosten jäänteet) aiheuttaen iskun, joka aiheuttaa itse gammasätepurskeen.
Tutkijat ovat yrittäneet tarkkailla GRB: n erittäin energisiä päästöjä jo pitkään, ja tämä erityinen purske antoi ensimmäisen mahdollisuuden. Kuten tohtori de Ugarte Postigo selitti ESA / Hubble-lehdistötiedotteessa:
”Tutkijat ovat yrittäneet tarkkailla erittäin korkean energian päästöjä gammasäteilypurskeista jo pitkään. Tämä uusi havainto on tärkeä askel eteenpäin ymmärryksessämme gammasäteilypurskeista, niiden välittömästä ympäristöstä ja siitä, kuinka aine käyttäytyy, kun se liikkuu 99,999%: n valon nopeudesta. "
Katse eteenpäin, useat avaruudessa toimivat observatoriat tarkkailevat supernoovaa, joka tuotti GRB 190114C saadakseen lisätietoja ympäristöstä ja siitä, kuinka tämä äärimmäinen purske syntyi. Erityisesti eurooppalaisille tähtitieteilijöille annettiin tarkkailuaika NASA / ESA-Hubble-avaruusteleskoopilla lähdeympäristön tutkimiseksi.
Tähtitieteilijät auttoivat näitä ponnisteluja käyttämällä ESOn erittäin suurta teleskooppia (VLT) ja Atacama Large Milimeter / submilimeter Array (ALMA) -järjestelmää Chilessä. Yhdistämällä havaintonsa Hubblen saamiin tietoihin, tähtitieteilijät pystyivät tarkkailemaan yksityiskohtaisemmin tämän GRB: n isäntägalaksia (joka sijaitsee 5 miljardia valovuoden päässä Maasta).
Kuten Andrew Levan Alankomaissa Radboudin yliopistossa, Matematiikan, astrofysiikan ja hiukkasfysiikan laitoksen astrofysiikan laitokselta, selitti:
”Hubblen havainnot viittaavat siihen, että tämä erityinen puhkeaminen istui erittäin tiheässä ympäristössä, keskellä valoisaa galaksia, joka on 5 miljardin valovuoden päässä. Tämä on todella epätavallista, ja voi päätellä, miksi se tuotti tämän poikkeuksellisen voimakkaan valon. ”
Tämä virstanpylväs on osoitus tähtitieteellisten välineiden lisääntyneestä kyvystä ja kansainvälisen yhteistyön kasvavasta merkityksestä. Se on myös tähtitieteen nykyisen ajanjakson mukainen, jolloin vallankumoukselliset löytöt ovat yleistymässä. Jokaisen kuluneen vuoden aikana huonosti ymmärrettyjä tai rajoitettuja ilmiöitä tutkitaan nyt säännöllisesti.
