Billedkredit: Hubble
Tre af universets største eksplosioner: gamma-ray bursts, røntgenstråler og supernovae kunne faktisk komme fra den samme begivenhed - sammenbruddet af en supermassiv stjerne. En astronom fra Caltech har fundet ud af, at de forskellige slags eksplosioner ser ud til at indeholde den samme mængde energi, de er lige opdelt forskelligt mellem lav- og højenergi-jetfly. NASA lancerer en ny gamma-ray detektering af rumfartøjer, kaldet SWIFT, som skulle være i stand til at opdage 100 gammastråle-buster om året. Dette skulle give forskerne nye mål at studere.
I de sidste flere årtier har astrofysikere forundret over oprindelsen af kraftige, men tilsyneladende forskellige eksplosioner, der lyser op kosmos flere gange om dagen. En ny undersøgelse i denne uge viser, at alle tre smagsoplevelser af disse kosmiske eksplosioner - gammastråle-bursts, røntgenstråler og visse supernovaer af typen Ic - faktisk er forbundet med deres fælles eksplosive energi, hvilket antyder, at en enkelt type fænomen, eksplosionen af en massiv stjerne er den skyldige. Den største forskel mellem dem er den "flugtveje", der bruges af energien, når den flygter fra den døende stjerne og dens nyligt fødte sorte hul.
I nummeret 13. november af tidsskriftet Nature rapporterer Caltech-studerende Edo Berger og en international gruppe af kolleger, at kosmiske eksplosioner har stort set den samme samlede energi, men denne energi er opdelt forskelligt mellem hurtige og langsomme jetfly i hver eksplosion. Denne indsigt blev muliggjort ved radioobservationer, der blev udført ved National Radio Astronomy Observatory's Very Large Array (VLA) og Caltechs Owens Valley Radio Observatory, af en gammastråle-burst, der blev lokaliseret af NASA's High Energy Transient Explorer (HETE) satellit den 29. marts i år.
Bursten, som ved 2,6 milliarder lysår er den nærmeste klassiske gammastråle-burst, der nogensinde er blevet fundet, gjorde det muligt for Berger og de andre teammedlemmer at få en hidtil uset detalje om jetfly, der skyder ud fra den døende stjerne. Bursten var i stjernebilledet Leo.
”Ved at overvåge alle flugtveje, indså vi, at gammastrålerne kun var en lille del af historien til dette burst,” siger Berger og henviser til den indlejrede jet fra burst den 29. marts, der havde en tynd kerne af svag gamma stråler omgivet af en langsom og massiv konvolut, der producerede rigelige radiobølger.
"Dette stumpede mig," tilføjer Berger, "fordi gamma-ray bursts formodes at producere hovedsageligt gammastråler, ikke radiobølger!"
Gamma-ray bursts, der første gang blev opdaget ved et uheld i årtier siden af militære satellitter, der holder øje med nukleare prøver på Jorden og i rummet, forekommer cirka en gang om dagen. Indtil nu blev det generelt antaget, at eksplosionerne er så titaniske, at de accelererede partikler, der løber ud i antipodale jetfly, altid afgiver vidunderlige mængder gammastråling, nogle gange i hundreder af sekunder. På den anden side ser de mere utallige supernovaer af typen Ic i vores lokale del af universet ud til at være svagere eksplosioner, der kun producerer langsomme partikler. Røntgenstrålinger blev antaget at besætte mellemgrunden.
”Den indsigt, der blev opnået fra udbruddet den 29. marts, fik os til at undersøge tidligere studerede kosmiske eksplosioner,” siger Berger. ”I alle tilfælde fandt vi, at eksplosionens samlede energi er den samme. Det betyder, at kosmiske eksplosioner er dyr med forskellige ansigter, men den samme krop. ”
Ifølge Shri Kulkarni, MacArthur professor i astronomi og planetarisk videnskab ved Caltech og Bergers specialevejleder, er disse fund betydelige, fordi de antyder, at mange flere eksplosioner muligvis vil blive uopdaget. "Ved at stole på gammastråler eller røntgenstråler for at fortælle os, hvornår en eksplosion finder sted, udsætter vi muligvis kun spidsen af det kosmiske eksplosionsisbjerge."
Det mysterium, vi er nødt til at konfrontere på dette tidspunkt, tilføjer Kulkarni, er grunden til, at energien i nogle eksplosioner vælger en anden flugtvej end i andre.
Under alle omstændigheder tilføjer Dale Frail, en astronom ved VLA og medforfatter til naturmanuskriptet, astrofysikere vil næsten helt sikkert gøre fremskridt i den nærmeste fremtid. I løbet af få måneder vil NASA lancere en gammastråledetekteringssatellit kaldet Swift, som forventes at lokalisere omkring 100 gammastråleudbrud hvert år. Endnu vigtigere er, at den nye satellit vil videresende meget nøjagtige positioner af bursts inden for et eller to minutter efter den første detektion.
Artiklen, der vises i naturen, har titlen "Et fælles oprindelsessted for kosmiske eksplosioner udledt fra kalorimetri af GRB 030329." Foruden Berger, hovedforfatteren, og Kulkarni og Frail, er de andre forfattere Guy Pooley fra Cambridge University's Mullard Radio Astronomy Observatory; Vince McIntyre og Robin Wark, begge af den australske teleskop National Facility; Re’em Sari, lektor i astrofysik og planetarisk videnskab ved Caltech; Derek Fox, en postdoktor i astronomi i Caltech; Alicia Soderberg, en kandidatstuderende i astrofysik ved Caltech; Sarah Yost, postdoktor i fysik ved Caltech; og Paul Price, en postdoktor ved University of Hawaiis Institut for Astronomi.
Original kilde: Caltech News Release
