Gamma Ray Bursts (GRB: n) mysteerin purkaminen on tarina, joka on täynnä kansainvälistä juonittelua, fantastisia väitteitä, vakavaa jälkiseurantaa ja lisääviä parannuksia ymmärryksessämme maailmankaikkeuden energisimpien, tuhoisimpien voimien todellisesta luonteesta ja vaikutuksista. Uudet tulokset tutkijaryhmältä, joka tutkii ns. Tummia gammasäteilypurskeita, ovat napsauttaneet uuden kappaleen tiukasti GRB-palapeliin. Tämä tutkimus esitetään lehdessä Astronomy & Astrophysics 16. joulukuuta 2010 ilmestyvässä lehdessä.
GRB: n löytö oli odottamaton tulos amerikkalaisesta avaruusohjelmasta ja armeijan pitämisestä venäläisten puolella, jotta voitaisiin varmistaa kylmän sodan ydinkoekieltosopimuksen noudattaminen. Varmistaaksesi, että venäläiset eivät räjäyttäneet ydinaseita Kuun toisella puolella, 1960-luvun Vela-avaruusalukset varustettiin gammasäteilmaisimilla. Kuu saattaa suojata röntgenkuvien ilmeistä allekirjoitusta kaukaa, mutta gammasäteet tunkeutuvat suoraan Kuun läpi ja Vela-satelliitit havaitsisivat ne.
Vuoteen 1965 mennessä kävi ilmi, että tapahtumat, jotka laukaisivat ilmaisimet, mutta jotka eivät selvästikään olleet allekirjoituksia ydinräjähdyksille, joten ne annettiin huolellisesti ja salaa arkistoida tulevaa tutkimusta varten. Vuonna 1972 tähtitieteilijät pystyivät johdattamaan tapahtumien suunnat riittävän tarkasti sulkeakseen aurinkoa ja maata lähteinä. He tulivat siihen johtopäätökseen, että nämä gammasäteilytapahtumat olivat ”kosmista alkuperää”. Vuonna 1973 tämä löytö ilmoitettiin Astrophysical Journal -lehdessä.
Tämä aiheutti melko levottomuutta tähtitieteellisessä yhteisössä ja kymmeniä GRB-kirjoja ja niiden syitä alkoi ilmestyä kirjallisuudessa. Alun perin useimmat hypoteesista johtuvat näiden tapahtumien alkuperä tuli omasta galaksistamme. Edistyminen oli tuskallisen hidasta Compton Gamma Ray Observatoryn perustamiseen vuonna 1991 saakka. Tämä satelliitti antoi tärkeitä tietoja, jotka osoittivat, että GRB: n jakautumista ei ole painotettu mihinkään tiettyyn avaruussuuntaan, kuten kohti galaktista tasoa tai Linnunradan galaksin keskustaa. GRB: tä tuli kaikkialta ympäri meitä. Ne ovat alkuperältään "kosmisia". Tämä oli iso askel oikeaan suuntaan, mutta aiheutti lisää kysymyksiä.
Vuosikymmenien ajan tähtitieteilijät etsivät vastinetta, mikä tahansa tähtitieteellinen esine osui yhteen äskettäin havaitun purskeen kanssa. Päivän välineiden puutteellinen tarkkuus GRB: n sijainnissa turhautti kuitenkin yrityksiä selvittää näiden kosmisten räjähdysten lähteet. Vuonna 1997 BeppoSAX havaitsi GRB: n röntgenkuvissa pian tapahtuman jälkeen ja optinen hehkua havaitsi 20 tuntia myöhemmin William Herschel -teleskoopilla. Syvä kuvaus pystyi tunnistamaan heikon, kaukaisen galaksin GRB: n isäntänä. Vuoden sisällä väite GRB-etäisyyksistä oli ohi. GRB: t esiintyvät erittäin etäisissä galakseissa. Heidän yhdistymisensä supernooviin ja erittäin massiivisten tähtien kuolemat antoivat myös vihjeitä GRB: tä tuottavien järjestelmien luonteelle.
Ei kulunut liian kauan ennen kisaa, kun löydettiin lämmitettyjen GRB: n optiset jälkivalot ja uudet satelliitit auttoivat määrittämään näiden sijainnit hehkujen jälkeen ja niiden isäntägalaksit. Vuonna 2004 lanseerattu Swift-satelliitti on varustettu erittäin herkällä gammasäteilmaisimella sekä röntgen- ja optisilla kaukoputkilla, jotka voidaan kääntää nopeasti tarkkailemaan hehkua aiheuttavia päästöjä automaattisesti purskeen jälkeen, ja lähettämään ilmoituksen verkkoon, kaukoputket maassa nopeita seurantahavaintoja varten.
Nykyään tähtitieteilijät tunnistavat kaksi GRB-luokitusta, pitkäkestoiset ja lyhytaikaiset. Lyhyet gammasäteilypurskeet johtuvat todennäköisesti neutronitähtien yhdistymisestä, eivätkä ne liity supernooviin. Pitkäkestoiset gammasäteilypurkaukset (GRB) ovat kriittisiä GRB-räjähdysten fysiikan, GRB: n vaikutuksen ympäristöön ymmärtämiseksi, samoin kuin GRB: n vaikutukset aikaiseen tähdenmuodostukseen ja maailmankaikkeuden historiaan ja kohtaloon.
Vaikka röntgenkuvauksen jälkivalot havaitaan yleensä jokaiselle GRB: lle, jotkut kieltäytyivät silti luopumasta optisesta jälkihehosta. Alun perin ne GRB-levyt, joissa oli röntgenkuvaus, mutta ilman optisia jälkihehkuja, rajattiin ”tummiksi GRB: ksi”. ”Pimeän gammasätepurskeen” määritelmää on tarkennettu lisäämällä aika- ja kirkkausraja ja laskemalla GRB: n kokonaisenergian tuotto.
Tällä optisen allekirjoituksen puutteella voi olla useita lähtökohtia. Jälkivalolla voisi olla luonnostaan alhainen valoisuus. Toisin sanoen, siellä voi olla vain kirkkaita ja heikkoja GRB: itä. Tai häiritsevä materiaali voi absorboida voimakkaasti optisen energian, joko paikallisesti GRB: n ympärillä tai näkölinjaa pitkin isäntägalaksin kautta. Toinen mahdollisuus on, että valo voisi olla niin suuressa punasiirtymässä, että peittäminen ja absorptio galaktisen väliaineen avulla estäisi havaitsemisen R-kaistalla, jota käytetään usein näiden havaintojen tekemiseen.
Uudessa tutkimuksessa tähtitieteilijät yhdistivät Swift-tietoja uusilla havainnoilla, jotka tehtiin GRONDilla, joka on GRB-seurantaväline, joka on kiinnitetty 2,2 metrin MPG / ESO-kaukoputkeen La Sillassa Chilessä. GROND on poikkeuksellinen työkalu GRB: n jälkihoitojen tutkimiseen. Se voi havaita purskeen muutamassa minuutissa Swiftistä tulevasta hälytyksestä, ja sillä on kyky tarkkailla samanaikaisesti seitsemän suodattimen läpi peittämällä spektrin näkyvät ja infrapunaosat.
Yhdistämällä näiden seitsemän suodattimen kautta otetut GROND-tiedot Swift-havaintoihin, tähtitieteilijät pystyivät määrittämään tarkasti jälkivalon lähettämän valon määrän laajalti erilaisilla aallonpituuksilla aina korkean energian röntgensäteistä lähi-infrapunaan. Sitten he käyttivät näitä tietoja mitataksesi peittävän pölyn määrän GRB: n ja maan tarkkailijoiden välillä. Onneksi ryhmä on huomannut, että tummat GRB: t eivät vaadi eksoottisia selityksiä.
He havaitsivat, että huomattava osa purskeista himmennetään noin 60–80 prosenttiin alkuperäisestä voimakkuudestaan peittämällä pöly. Tämä vaikutus on liioiteltu hyvin kaukaisiin purskeisiin, jolloin tarkkailija näkee vain 30–50 prosenttia valosta. Todistamalla tämän olevan niin, nämä tähtitieteilijät ovat ratkaissut ratkaisevasti puuttuvien optisten jälkihehkujen palapelin. Tummat gammasäteilypurskeet ovat yksinkertaisesti niitä, joiden näkyvä valo on poistettu kokonaan ennen kuin se saavuttaa meille.
