На цьому зображенні рентгенівське відсвічення GRB 080916C з’являється оранжевим та жовтим кольором, що об'єднує зображення ультравіолетових / оптичних та рентгенівських телескопів Свіфта. Кредит: NASA / Свіфт / Стефан Іммлер
Дослідники, які використовують космічний телескоп Фермі, повідомляють про вибух гамма-випромінювання, який відриває все, що вони бачили раніше. Вибух, зафіксований минулої осені в сузір’ї Каріна, вивільнив енергію 9000 супернових.
Розпад дуже масивних зірок може призвести до бурхливих вибухів, що супроводжуються сильними сплесками світла гамма-променів, які є одними з найяскравіших подій у Всесвіті. Типові сплески гамма-випромінювання випромінюють фотони з енергією від 10 кілоелектронних вольт до приблизно 1 мегаелектронного вольта. Фотони з енергією вище мегаелектронних вольт спостерігалися в дуже рідкісних випадках, але відстані до їх джерел не були відомі. Міжнародний науково-дослідний консорціум звітує у цьому тижневому випуску журналу Science Express що космічний телескоп Фермі виявив фотони з енергією від 8 кілоелектронних вольт до 13 гігаелектронних вольт, що надходять з гамма-випромінювання 080916C.
Вибух, який отримав позначку GRB 080916C, стався близько півночі GMT 16 вересня (о 13:13 15:00 на сході США). Два наукові прилади Фермі - телескоп великої площі та монітор вибуху гамма-променів - одночасно записали цю подію. Разом ці два інструменти забезпечують вигляд випромінювання гамма-випромінювання вибуху від енергії, що становить від 3 000 до більше 5 мільярдів разів від видимого світла.
Команда під керівництвом Йохена Грейнера з Інституту позаземної фізики Макса Планка (Garching), Німеччина, встановила, що вибух стався на відстані 12,2 мільярда світлових років за допомогою оптичного / ближнього інфрачервоного детектора розриву гамма-Рея (GROND) на 2,2-метровому метрі (7,2 фута) телескоп в Європейській південній обсерваторії в місті Ла-Сілла, Чилі.
"Вже це був захоплюючий вибух", - каже Джулі Макеріні, науковий співробітник проекту Фермі в Центрі космічних польотів НАСА "Годдард" в Грінбелті, штат Меріленд. "Але з відстані команди GROND вона перейшла від захоплюючого до надзвичайного".
Астрономи вважають, що більшість вибухів гамма-променів трапляються, коли в екзотичних масивних зірках закінчується ядерне паливо. Коли ядро зірки обрушується на чорну діру, струмені матеріалу, що живляться процесами, ще не повністю зрозумілими, вибухають назовні майже зі швидкістю світла. Струми проносяться через зірку, що падає, і продовжують простір у космос, де вони взаємодіють із газом, який раніше проливала зірка. Це генерує яскраві післясвітки, які з часом затухають.
Вибух не тільки вражаючий, але й загадковий: допитлива затримка часу відокремлює викиди з найвищою енергією від найнижчих. Такий часовий відставання було чітко видно лише за один попередній вибух, і дослідники мають кілька пояснень, чому воно може існувати. Можливо, що затримки можна пояснити структурою цього середовища, коли низько- та високоенергетичні гамма-промені "надходять з різних частин струменя або створюються за допомогою іншого механізму", - сказав головний слідчий телескопа великого простору Пітер Мікельсон , професор фізики Стенфордського університету, пов'язаний з кафедрою енергетики.
Інша, набагато більш спекулятивна теорія дозволяє припустити, що, можливо, затримки часу виникають не через щось у навколишньому середовищі навколо чорної діри, а через довгий шлях гамма-променів від чорної діри до наших телескопів. Якщо теоретизоване уявлення про квантову гравітацію правильне, то в найменшому масштабі простір є не гладким середовищем, а бурхливою киплячою піною «квантової піни». Гамма-промені з меншою енергією (а отже, і легші) гамма-промені проходили б швидше через цю піну, ніж вищі енергетичні (і, отже, більш важкі) гамма-промені. Протягом 12,2 мільярда світлових років цей дуже малий ефект може призвести до значної затримки.
Результати Фермі дають найсильніший на сьогоднішній день тест на швидкість послідовності світла при цих екстремальних енергіях. Оскільки Фермі зауважує більше вибухів гамма-променів, дослідники можуть шукати часові відставання, які залежать від вибухів. Якщо присутній ефект квантової гравітації, часові відставання повинні змінюватися залежно від відстані. Якщо навколишнє середовище навколо джерела вибуху є причиною, відставання має залишатися відносно постійним незалежно від того, наскільки далеко вибух відбувся.
"Цей сплеск викликає всілякі питання", - говорить Міхельсон. "Через кілька років у нас буде досить хороший зразок вибухів, і ми можемо відповісти."
Джерело: Eurekalert
