Swiftin röntgen-kaukoputki otti tämän kuvan GRB050509b: stä upotettuna galaksiklusteriin liittyvään hajaan röntgensäteeseen. Kuvan luotto: NASA. Klikkaa suurentaaksesi.
Kaksi miljardia vuotta ja 25 päivää sitten, kaukaisessa galaksissa tapahtui tähtitieteellisen yhteisön vesialueeksi tarkoitettu tapahtuma? gammasäteiden räjähdys, joka kestää vain 30 sekunnin. Tyylikkäästi nimetty Swift-observatorio "näki" gammat Burst Alert Telescope (BAT) -instrumentilla, työskenteli suunnilleen sieltä, mistä ne olivat lähtöisin, ja käänsi sen röntgen- ja UV-kaukoputket. Kansainvälinen GCN (GRB Coordinates Network) palasi observatorioiden huomautuksilta ympäri maailmaa (ja avaruudessa) ja kertoi löytämästään sieltä löytyneensä. Tiedot saapuivat Namibiasta, Kanariansaarilta, Manner-Yhdysvalloilta, Chileltä, Intiasta, Alankomaista ja ennen kaikkea Havaijilta. Maailman johtavat optiset kaukoputket, VLT, Kecks, Kaksoset, Subaru, muuttuivat toimintaan; sähkömagneettinen spektri peitettiin erittäin korkean energian gammasta radioon.
Ja kaikki mitä varten? Muutama tusina gammasäteitä plus noin tusina röntgensäteitä? Tähtitieteilijät ovat jo yli vuosikymmenen ajan tienneet, että gammasätepurskeita (GRB) on kahta erilaista:? Pitkä-pehmeä? ja "lyhyt-kova". GRB050509b oli lyhyt-kova. Se kesti noin 30 ms, sen gammaspektrillä oli enemmän? Kovaa? gammat kuin? pehmeä? niitä, ja se oli ensimmäinen kerta, kun röntgenkuvauksen hehku havaittiin.
Tähtitieteilijät ovat ”etsineet epätoivoisesti jälkivaloja” vuosien ajan. Nämä ovat röntgen-, UV-, optisia, IR- ja radioaaltoja, jotka virtaavat GRB: n kohdasta gammasäteilyn loppumisen jälkeen. Koska voimme määrittää näiden lähteiden tarkemmin kuin GRB: t itse, jälkihehkujen löytäminen on ensimmäinen askel selvittääkseen mitä ne ovat.
Ennen GRB050509b: tä tähtitieteilijät nojautuivat teoriaan, jonka mukaan pitkät pehmeät GRB: t ovat ytimen romahtamisen supernoovia (rintapiirejä). Vaikka on julkaistu kymmeniä teoreettisia kirjoituksia siitä, mitkä lyhyet ja kovat GRB: t voivat olla, vain kolme skenaariota näytti sopivan gammasäteisiin? neutronitähden fuusio (tai törmäys) toisen (tai mustan aukon) kanssa, magneettista tuleva jättiläinen leimahdus (voimakkaasti magneettinen neutronitähti? -tähdistys?) tai jokin muutos rintapiiri-teemassa.
Nyt ensimmäinen niistä, joista todennäköisesti tulee satoja GRB050509b-kirjoituksia, on lähetetty julkaistavaksi. 28 kirjailijaa päättelevät, että "nyt on olemassa havainnollista tukea hypoteesille, että lyhyet ja kovat purskeet syntyvät kompaktin binaarin (kaksi neutronitähteä tai neutronitähti ja musta reikä) sulautumisen yhteydessä".
Avain tutkijoille? päätelmä on röntgenkuvauksen "lokalisointi".
Swift-röntgen-kaukoputki havaitsi röntgenkuvat, jotka tulivat samalta taivaan alueelta kuin gammat; jonkin verran huijauksen jälkeen sitoaksesi näennäisen röntgenkuvan astronomit? koordinaattijärjestelmän (RA ja joulukuu), Swift XRT -tiimi päätti, että jälkihehku tuli noin 15 ″ (kaarisekuntien) ympyrästä, jonka keskipiste on noin 10 ″ elliptisen galaksin (jonka nimi on nyt mieleenpainuva nimi G1) sydämestä. ), joka on rikkaan galaksiklusterin jäsen, joka kylpee röntgensäteillä. Kuinka he tiesivät, että se oli jälkihehku? Koska se haalistui; klustereiden hajanainen röntgensäteen hehku ei tee sitä.
Ja huolimatta tarkasti tarkastuksesta, mitään muuta sähkömagneettista jälkihehkua ei havaittu.
Joten nyt 28 tähtitieteilijämme piti selvittää, onko G1: n lähiö siellä, missä tähdenkuolema tapahtui, vai jossain muualla; mikä on "isäntä", tähtitieteilijöiden puhuessa.
Nykyaikainen tähtitiede hyödyntää tilastotietoa raskaasti; ollakseen varma, että heillä ei ole flukea, tutkijat yleensä haluavat paljon ja paljon esimerkkejä. Tässä tapauksessa paperin kirjoittajat voivat tehdä vain laskelman? Kuinka todennäköistä on, että lyhytkova GRB (olettaen, että sellaiset ovat tähtihäviötapahtumia) tapahtuisi? lähellä? elliptinen galaksi, rikkaassa klusterissa, vain sattumalta? Monta erilaista? Kuinka todennäköistä? kysymyksiä esitettiin; kaikissa tapauksissa vastaukset ovat, ei kovin todennäköisiä ?. Kukaan ei kuitenkaan sulje pois huonoa onnea.
Tutkijamme voivat nyt kääntyä lyhyiden kovien GRB: n ja GRB: n jälkihehkujen erilaisiin teoreettisiin malleihin nähdäkseen, kuinka hyvin havaintotiedot sopivat teoreettisiin odotuksiin olettaen, että GRB meni G1: ssä.
Hyvä uutinen (# 1) on, että jälkihehkutiedot vastaavat hyvin: lyhyet kovat GRB: t vapauttavat paljon vähemmän (gamma) energiaa kuin pitkät pehmeät (niin lyhyiden kovien GRB: ien jälkisekoitusten tulisi olla heikompia; gamma-energia on indikaattori energiaa, joka käytettiin jälkivalon tuottamiseen). Parempaa vielä, koska räjähtäneen roskan määräämä määrittelee, kuinka kirkas jälkihehku on, heikko GRB050509b-hehkuvalo on juuri sitä mitä odotat, jos se tapahtui ellipsilaitteen tähtienvälisen väliaineen raristuneessa kaasussa (collasar-jälkivalot ovat osittain kirkkaita) koska ne tapahtuvat kaasu-pölypilvien sotkuisissa jäännöksissä, joista he ovat syntyneet vain muutama miljoona vuotta aiemmin).
Toinen hyvä uutinen on, että G1: stä ei löytynyt jälkeäkään viimeaikaisesta tähtien muodostumisesta, mikä sulkee melkein kollapsarin progenitoriksi. Miksi? Koska rintamerkit ovat hyvin nuoria tähtiä, eivätkä siten ole voineet siirtyä kaukana synnyinpaikastaan ennen kuolemaansa. Lisäksi jopa vauhdikkaimman rinnan rinnan supernovan roskat olisivat olleet näkyvissä useita päiviä sen jälkeen.
Entä jättiläinen soihtu magnetarista? Tätä ei voida täysin sulkea pois GRB050509b: lle, mutta G1: n kaltaisessa galaksissa oleva magneetti ei ole kovin todennäköinen, ja GRB050509b oli tuhat kertaa kirkkaampi kuin voimakkain magnetarisävy, jonka olemme tähän päivään nähneet.
Se jättää neutronitähden binaarin (tai NS-BH-binaarin) sulautumisen. Mistä löydämme tällaisen binaarisen, vain valmis sulautumaan? Niitä voitaisiin varmasti löytää spiraaligalaktioiden esikaupunkialueista tai ympyräklustereista, mutta jättiläismäiset elliptiset galaksit, kuten G1, ovat lähinnä siellä.
Joten se? S tapaus suljettu? Ei aivan. "Muut esivanhemallimallit ovat edelleen elinkelpoisia, ja Swift-operaation nopeasti lokalisoidut muut pursut auttavat epäilemättä edeltäjäkuvan selkeyttämistä."
Voisiko GRB050509b olla tähtikuolema kaukaisemmassa galaksissa? Ehkä yksi niistä kymmenestä sumeasta summasta (paljon kauempana oleva galaksiklusteri? Tällaiset mahdollisuuskohdistukset ovat hyvin yleisiä) röntgenkuvauksen jälkivalossa tai sen lähellä? Ehkä tästä keskustellaan tulevissa GRB050509b-julkaisuissa.
Alkuperäinen lähde: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
