Послідовність життя зірок, що закінчується утворенням чорної діри. Кредит зображення: Nicolle Rager Fuller / NSF Натисніть, щоб збільшити
Всього через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху масивна зірка вичерпала паливо, розвалилася як чорна діра і вибухнула, як вибухнув гамма-промінь. Випромінювання від цієї катастрофічної події лише зараз дійшло до Землі, і астрономи використовують її, щоб заглянути в найдавніші моменти Всесвіту. 4 вересня 2005 року супутник НАСА Свіфт НАСА спостерігав вибух під назвою GRB 050904. Одне незвичне явище у цьому вибуху - це те, що він тривав 500 секунд - більшість закінчилася за частку того часу.
Він прийшов з краю видимого Всесвіту, найвіддаленішого колись вибуху.
У цьому тижневому випуску «Природа» вчені з Державного університету Пенна та їхні американські та європейські колеги обговорюють, як цей вибух, виявлений 4 вересня 2005 року, був наслідком масивної зірки, що впала в чорну діру.
Вибух, який називають вибухом гамма-променів, походить з епохи, незабаром після того, як вперше утворилися зірки та галактики, приблизно від 500 мільйонів до 1 мільярда років після Великого вибуху. Всесвіту зараз 13,7 мільярдів років, тому вересневий вибух слугує зондом для вивчення умов раннього Всесвіту.
"Це була велика зірка, яка жила швидко і померла молодою", - сказав Девід Берроуз, старший вчений і професор астрономії та астрофізики штату Пенн, штат співавтор одного з трьох доповідей про цей вибух, опублікованих цього тижня в Nature. "Ця зірка, ймовірно, була зовсім іншою від того, який ми бачимо сьогодні, типу, який міг існувати лише у ранньому Всесвіті".
Вибух, названий GRB 050904 після дати його виявлення, був виявлений супутником НАСА Свіфт, яким керує штат Пенн. Свіфт надав координати вибуху, щоб інші супутники та наземні телескопи могли спостерігати вибух. Зйомки зазвичай тривають лише 10 секунд, але післясвічення затримається кілька днів.
GRB 050904 походить від Землі за 13 мільярдів світлових років, а це означає, що це сталося 13 мільярдів років тому, тому що пройшло стільки часу, щоб світло дійшло до нас. Вчені виявили лише кілька об’єктів, що знаходяться на відстані понад 12 мільярдів світлових років, тому вибух надзвичайно важливий для розуміння Всесвіту поза досяжністю найбільших телескопів.
"Оскільки вибух був яскравіше мільярда сонців, багато телескопів могли вивчити його навіть з такої величезної відстані", - сказав Берроуз, чий аналіз зосереджується в основному на даних Свіфта з трьох його телескопів, що охоплюють діапазон гамма-променів, рентгенівських променів , і ультрафіолетова / оптична довжини хвиль відповідно. Берроуз - провідний вчений для рентгенівського телескопа Свіфта.
Команда Swift знайшла кілька унікальних особливостей у GRB 050904. Вибух був тривалим близько 500 секунд, а на задньому кінці вибуху було виявлено багато спалахів. Ці характеристики означають, що новостворена чорна діра сформувалася не миттєво, як думали деякі вчені, а, скоріше, це була більш тривала, хаотична подія.
Ближче вибухи гамма-променів не так сильно спалахують, це означає, що найдавніші чорні діри, можливо, утворилися інакше, ніж у сучасну епоху, сказав Берроуз. Різниця могла бути тому, що перші зірки були більш масивними, ніж сучасні зірки. Або це може бути результатом середовища раннього Всесвіту, коли перші зірки почали перетворювати водень та гелій (створений у Великому вибуху) у важчі елементи.
GRB 050904, насправді, показує натяки на щойно викарбувані важчі елементи, згідно з даними телескопів наземних. Це відкриття є предметом другої статті про природу японської групи під керівництвом Нобуюкі Кавай з Токійського технологічного інституту.
GRB 050904 також виявив розширення часу, що було результатом величезного розширення Всесвіту протягом 13 мільярдів років, за допомогою якого світло знадобилось нам до Землі. Це призводить до того, що світло виходить набагато червонішим, ніж коли він випромінювався під час вибуху, а також змінює наше сприйняття часу порівняно з внутрішнім годинником вибуху.
Ці фактори працювали на користь вчених. Близько 2 хвилин після початку події команда штату Пенн перетворила інструменти Свіфт. Однак вибух розвивався так, ніби він був уповільненим рухом, і його було лише близько 23 секунд. Тож вчені могли побачити сплеск на дуже ранній стадії.
На більшій відстані було виявлено лише ще один об'єкт - квазар. Однак, хоча квазари - це надмасивні чорні діри, що містять масу мільярдів зірок, цей сплеск походить від однієї зірки. Виявлення GRB 050904 підтверджує, що масивні зірки змішувалися з найдавнішими квазарами. Це також підтверджує, що ще більше вибухів далеких зірок - можливо, від перших зірок, як вважають теоретики - можна вивчити за допомогою комбінації спостережень зі Свіфтом та іншими телескопами світового класу.
"Ми розробили Свіфт для пошуку слабких вибухів, що надходять з краю Всесвіту", - заявив Ніл Герелс з центру космічних польотів NASA Goddard у Грінбелті, штат Меріленд, головний слідчий Свіфта. "Зараз у нас є один, і це захоплююче. Вперше час, коли ми можемо дізнатися про окремі зірки з самого початку часу. Там, безумовно, ще багато. ”
Компанія Swift була запущена в листопаді 2004 року і повністю запрацювала до січня 2005 року. Компанія Swift має три основні прилади: телескоп сповіщення про вибух, рентгенівський телескоп та телескоп з ультрафіолетом / оптичним телескопом. Гамма-детектор Свіфта, телескоп Burst Alert, що забезпечує швидке початкове розташування, був побудований, головним чином, Центром космічних польотів NASA Годдарда в Ґрінбелті та Національною лабораторією Лос-Аламоса і був побудований в GSFC. Рентгенівський телескоп Свіфта та УФ / Оптичний телескоп були розроблені та побудовані міжнародними командами під керівництвом штату Пенн і значною мірою спираються на досвід кожної установи з попередніх космічних місій. Рентгенівський телескоп став результатом співпраці штату Пенн з Університетом Лестера в Англії та Астрономічною обсерваторією Брера в Італії. Ультрафіолетовий / оптичний телескоп був результатом співпраці штату Пенн з лабораторією космічної науки Малларда Університетського коледжу-Лондон. Ці три телескопи дають Свіфту можливість робити майже негайне спостереження за більшістю гамма-випромінювань, оскільки Свіфт може так швидко обертатися, щоб вказувати на джерело гамма-сигналу.
Оригінальне джерело: PSU News Release
