За словами астронома Ендрю Левана, є стара приказка щодо вивчення спалахів гамма-променів: "Коли ви бачили, як лопнув один гамма-промінь, ви побачили ... вибухнув лише один гамма-промінь. Вони не все одно ", - сказав він під час прес-брифінгу 16 квітня, обговорюючи відкриття дуже іншого виду GRB - типу, який набуває нового довготривалого аромату.
Три з цих незвичайних тривалих зоряних вибухів нещодавно були виявлені за допомогою супутника Swift та інших міжнародних телескопів, а один під назвою GRB 111209A - це найдовший GRB, який коли-небудь спостерігався, тривалістю принаймні 25 000 секунд або приблизно 7 годин.
"Ми спостерігали найдовший вибух гамма-променів у сучасній історії, і вважаємо, що ця подія спричинена смертю блакитного надгіганта", - сказав Брюс Джендр, науковий співробітник, пов'язаний з Французьким національним центром наукових досліджень, який керував цим дослідженням, перебуваючи в науковий центр італійських космічних агентств у Фраскаті, Італія. "Це спричинило найпотужніший зоряний вибух за новітню історію, і, ймовірно, з часу Великого вибуху".
Астрономи сказали, що ці три GRB являють собою нерозпізнаний раніше клас цих зоряних вибухів, які виникають внаслідок катастрофічної загибелі надгігантських зірок у сотні разів більших за наше Сонце. GRB - це найяскравіші та найзагадковіші вибухи у Всесвіті. Вибухи випромінюють сплески гамма-променів - найпотужнішої форми світла - як і рентгенівських променів, і вони виробляють післясвічення, які можна спостерігати при оптичній та радіоенергії.
Свіфт, телескоп Fermi та інші космічні апарати щоденно виявляють в середньому близько одного GRB. Щодо того, чому подібного типу GRB раніше не було виявлено, Леван пояснив, що цей новий тип, як видається, важко знайти через те, як довго вони тривають.
"Телескопи гамма-променів зазвичай виявляють швидкий сплеск, і ви шукаєте вибух - на скільки гамма-променів надходить з неба", - сказав Леван для Space Magazine. "Але ці нові GRB витрачають енергію протягом тривалого періоду часу, понад 10000 секунд замість звичайних 100 секунд. Оскільки це розповсюджено, це важче помітити, і лише з моменту запуску Swift ми маємо можливість створювати зображення GBS по небу. Щоб виявити цей новий вид, вам доведеться додавати все світло протягом тривалого періоду часу ».
Леван - астроном з університету Уорік в Ковентрі, Англія.
Він додав, що ці довготривалі GRB, ймовірно, є більш поширеними в минулому Всесвіту.
Традиційно астрономи визнали два типи ГРБ: короткий і довгий, виходячи з тривалості гамма-сигналу. Короткі вибухи тривають дві секунди або менше, і вважається, що вони являють собою злиття компактних об'єктів у бінарній системі, при цьому найбільш ймовірними підозрюваними є нейтронні зірки та чорні діри. Довгі GRB можуть тривати від декількох секунд до декількох хвилин, а типова тривалість становить від 20 до 50 секунд. Вважається, що ці події асоціюються із крахом зірки багато разів масою Сонця і в результаті народженням нової чорної діри.
"Це дуже випадковий процес, і кожен GRB виглядає зовсім інакше", - сказав Леван під час брифінгу. «Всі вони мають діапазон тривалості та діапазон енергій. Знадобиться набагато більший зразок, щоб побачити, чи є цей новий тип складнішим, ніж звичайні спалахи гамма-променів "
Усі GRB створюють потужні струмені, які рухають речовину майже зі швидкістю світла в протилежні сторони. Коли вони взаємодіють з речовиною в зорі і навколо неї, струмені виробляють шип світла з високою енергією.
Джендр та його колеги провели детальне дослідження GRB 111209A, яке вибухнуло 9 грудня 2011 року, використовуючи дані гамма-випромінювання від інструменту Konus на вітрових космічних кораблях НАСА, рентгенівські спостереження Свіфта та супутник XMM-Ньютона Європейського космічного агентства та оптичні дані з робототехнічної обсерваторії TAROT в Ла-Сіллі, Чилі. 7-годинний вибух - це далеко не найдовша зафіксована GRB.
Ще одна подія, GRB 101225A, вибухнула 25 грудня 2010 року та призвела до викидів високої енергії протягом принаймні двох годин. Згодом прозвали «різдвяним сплеском», відстань події була невідома, що призвело до того, що дві команди прийшли до кардинально різних фізичних інтерпретацій. Одна група прийшла до висновку, що вибух був викликаний астероїдом або кометою, що падає на нейтронну зірку в нашій власній галактиці. Інша команда визначила, що сплеск був результатом події злиття в екзотичній бінарній системі, розташованій близько 3,5 мільярда світлових років.
"Зараз ми знаємо, що різдвяний вибух стався набагато далі, більш ніж на півдорозі по всій спостережуваній Всесвіті, і, отже, був набагато потужнішим, ніж уявляли ці дослідники", - сказав Леван.
Використовуючи Північний телескоп Близнюків на Гаваях, Леван та його команда отримали спектр слабкої галактики, яка приймала різдвяну порив. Це дозволило вченим ідентифікувати лінії викидів кисню та водню та визначити, наскільки ці лінії були зміщені на менші енергії порівняно з їх появою в лабораторії. Ця різниця, відома астрономам як червоний зсув, приводить до вибуху приблизно 7 мільярдів світлових років.
Команда Левана також дослідила 111209A та нещодавній вибух 121027A, який вибухнув 27 жовтня 2012 року. Усі показують подібні рентгенівські, ультрафіолетові та оптичні випромінювання, і всі вони виникали з центральних областей компактних галактик, які активно утворювали зірки. Астрономи прийшли до висновку, що всі три GRB являють собою новий вид GRB, який вони називають "наддовгими" сплесками.
"Ультра довгі GRB виникають із дуже великих зірок, - сказав Леван, - можливо, настільки ж великі, як орбіта Юпітера. Оскільки матеріал, що потрапляє на чорну діру з краю зірки, має ще більше впасти, щоб дістатися туди потрібно більше часу. Оскільки для того, щоб дістатися туди, потрібно більше часу, він живить струмінь довше, даючи йому час вирватися зірки ».
Леван сказав, що зірки Вольфа-Рейєта найкраще відповідають опису. "Вони народжуються з більш ніж 25-кратною масою Сонця, але вони горять так гаряче, що відганяють свій глибокий, зовнішній шар водню, як відтік, який ми називаємо зоряним вітром", - сказав він. Зняття атмосфери зірки залишає об'єкт, достатньо масивний, щоб утворити чорну діру, але достатньо малий, щоб струмені частинок просвердлювали весь шлях у часи, характерні для довгих ГРБ
Джон Грем та Ендрю Фрухтер, обидва астрономи з Наукового інституту космічного телескопа в Балтіморі, надали деталі, що цей синій надгігант має відносно скромну кількість елементів, важчих за гелій, які астрономи називають металами. Це відповідає очевидному фрагменту головоломки, що, здається, ці надвисокі ГРБ мають сильну перевагу перед середовищами з низькою металічністю, які містять просто мікроелементи інших елементів, крім водню та гелію.
"GRB з високою металічністю існують, але є рідкісними", - сказав Грем. “Вони відбуваються приблизно на 1/25 швидкості (на одиницю утворення зірки) подій з низькою металічністю. Це хороша новина для нас, тут, на Землі, оскільки ймовірність того, що цей тип ГРБ зійде в нашій власній галактиці, набагато менше, ніж вважалося раніше ».
Астрономи обговорили свої висновки у вівторок на Симпозіумі вибуху Гамсвільського гамма-випромінювання в Нешвілі, штат Тенрін, на зустрічі, яку частково спонсорували Університет Алабами в Хантсвілі та місії космічного телескопа NASA Swift та Фермі. Результати Джендре з'являються у виданні "Астрофізичного журналу" 20 березня.
Папір: "Ультра-довгий вибух гами-рея 111209A: крах синього супергіганта?" В. Жанр та ін.
Доповідь: "Металева неприязнь LGRB." Дж. Ф. Грехем та А. С. Фрухтер.
Джерела: Телеконференція, NASA, Університет Уоріка, CNRS
