Вибухи гамма-променів (GRB) - одне з найбільш енергетичних явищ у Всесвіті, а також одне з найменш досліджених. Ці вибухи енергії трапляються, коли масивна зірка виходить надновою і випромінює близнюки пучка гамма-променів, які можна побачити мільярди світлових років. Оскільки вони тісно пов'язані з утворенням чорних дір, вчені прагнули детальніше вивчити цю рідкісну подію.
На жаль, мало можливостей для цього виникло, оскільки ГРБ дуже короткочасні (тривають лише кілька секунд), а більшість - у віддалених галактиках. Але завдяки зусиллям із застосуванням набору телескопів астрономи змогли помітити GRB (позначений GRB 190114C) ще в січні 2019 року. Деякі випромінювання від цього GRB були найвищою енергією, що коли-небудь спостерігалася, що зробило це віхою в історії. астрономії.
Дослідження, яке описує ці результати (під назвою «Спостереження за зворотними викидами Комптона від тривалого вибуху гамма-випромінювання»), нещодавно з’явилось у журналі Природа і має з'явитися в журналі Астрономія та астрофізика. Дослідженням керував Антоніо де Угарте Постіго з Інституту астрофізики де Андалусії та включав членів співпраці MAGIC, НАСА та науково-дослідних інститутів у всьому світі.
Простіше кажучи, GRB насправді є досить поширеними, вони виникають приблизно один раз на день у спостережуваному Всесвіті. Але через їх короткий і швидкоплинний характер, дуже важко тренувати інструменти на джерелі, перш ніж вони зникнуть. Але за допомогою декількох телескопів, оптимізованих для виявлення гамма-випромінювань, GRB 190114 спостерігався саме вчасно.
Сюди входили обсерваторія Свіфта Ніла Герельса, космічний телескоп Фермі Гамма-Рей, а також наземний телескоп-близнюк Майор Атмосферних Гамма-знімків Черенков (MAGIC) - який розташований на Канарському острові Ла-Пальма і керується Максом Планка Інститут фізики (МПП).
Коли ці телескопи спостерігали GRB 190114C, вони помітили, що частина виділеної енергії, виміряна в діапазоні 1Tera електрон-вольт (TeV), - приблизно в трильйон разів більше енергії на фотон, що спостерігається при видимому світлі. На основі попередніх спостережень астрономи підрахували, що для досягнення цього енергетичного рівня матеріал, що випромінюється зіркою, що розвалюється, повинен був подорожувати зі швидкістю світла 99,999%.
Іншими словами, матеріал від вмираючої зірки повинен бути прискорений до самих меж того, що фізична матерія може терпіти, щоб генерувати такий енергетичний вибух. Потім цей матеріал буде витіснений через газоподібні хмари, які оточують зірку (залишки здутих зовнішніх шарів), спричиняючи шок, який створює вибух гамма-випромінювання.
Вчені вже давно намагаються спостерігати надзвичайно енергетичні викиди від GRB, і саме цей вибух дав можливість вперше. Як пояснив доктор де Угарте Постіго в прес-релізі ESA / Хаббла:
«Вчені давно намагаються спостерігати викиди дуже високої енергії від вибухів гамма-променів. Це нове спостереження є життєво важливим кроком у нашому розумінні вибухів гамма-променів, їх найближчого оточення, а також того, як поводиться матерія, коли вона рухається на 99,999% швидкості світла. "
Забігаючи наперед, кілька космічних обсерваторій будуть спостерігати за надновою, яка виробляла GRB 190114C, щоб дізнатися більше про її оточення та про те, як цей надзвичайний вибух був здійснений. Зокрема, європейським астрономам був наданий час спостереження з космічним телескопом Хаббл NASA / ESA для вивчення вихідного середовища.
Цим зусиллям астрономи допомагали за допомогою дуже великого телескопа ESO (VLT) та великого міліметрового / субміліметрового масиву Atacama (ALMA) у Чилі. Поєднуючи свої спостереження з даними, отриманими Хабблом, астрономи мали змогу більш детально спостерігати галактику господарів цього ГРБ (яка знаходиться в 5 мільярдах приблизно від світлових років від Землі).
Як пояснив Ендрю Леван з Інституту математики, астрофізики та фізики частинок астрофізики університету Радбуд, Нідерланди:
"Спостереження Хаббла говорять про те, що саме цей вибух сидів у дуже щільній обстановці, прямо посеред яскравої галактики за 5 мільярдів світлових років. Це дійсно незвично, і це може припустити, що саме тому він видав це надзвичайно потужне світло ».
Ця віха є свідченням зростаючої спроможності астрономічних інструментів та зростаючого значення міжнародного співробітництва. Це також відповідає сучасній епосі астрономії, де революційні відкриття стають все більш поширеними. З кожним роком явища, які колись були погано зрозумілими чи стримувались, тепер досліджуються регулярно.
