GRB 080916Cs røntgenstråle efterglød vises orange og gul i denne visning, der fletter billeder fra Swifts UltraViolet / Optical og røntgenteleskoper. Kredit: NASA / Swift / Stefan Immler
Forskere, der bruger Fermi Gamma-ray Space Telescope, rapporterer om en gammastråleeksplosion, der blæser væk alt, hvad de har set før. Sprængningen, der blev optaget sidste efterår i stjernebilledet Carina, frigav energien fra 9.000 supernovaer.
Sammenbrud af meget massive stjerner kan producere voldelige eksplosioner ledsaget af stærke udbrud af gammastrålelys, som er nogle af de lyseste begivenheder i universet. Typiske gammastråle-bursts udsender fotoner med energier mellem 10 kiloelektron volt og ca. 1 megaelektron volt. Fotoner med energier over megaelektron volt er blevet set i nogle meget sjældne lejligheder, men afstanden til deres kilder var ikke kendt. Et internationalt forskningskonsortium rapporterer i denne uges udgave af tidsskriftet Science Express at Fermi Gamma-Ray-rumteleskopet har detekteret fotoner med energier mellem 8 kiloelektron volt og 13 gigaelektron volt, der ankommer fra gamma-ray burst 080916C.
Eksplosionen, benævnt GRB 080916C, fandt sted lige efter midnat GMT den 16. september (kl. 07:13 den 15. i det østlige USA). To af Fermis videnskabelige instrumenter - det store områdeteleskop og Gamma-ray Burst Monitor - registrerede samtidigt begivenheden. Sammen giver de to instrumenter et overblik over eksplosionens gammastråleemission fra energier, der spænder fra 3.000 til mere end 5 milliarder gange det synlige lys.
Et hold ledet af Jochen Greiner ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland, konstaterede, at eksplosionen fandt sted 12,2 milliarder lysår væk ved hjælp af Gamma-Ray Burst Optical / Near-Infrared Detector (GROND) på 2,2-meteren (7,2 fod) teleskop ved European Southern Observatory i La Silla, Chile.
”Allerede dette var et spændende burst,” siger Julie McEnery, en Fermi-viceprojektforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. ”Men med GROND-holdets afstand gik det fra spændende til ekstraordinært.”
Astronomer mener, at de fleste gammastråleeksplosioner forekommer, når eksotiske massive stjerner løber tør for nukleart brændstof. Når en stjerne kerne kollapser i et sort hul, sprænger stråler af materiale - drevet af processer, der endnu ikke er fuldt forstået - udad med næsten lysets hastighed. Jetstrålerne bar hele vejen igennem den kollapsende stjerne og fortsætter ud i rummet, hvor de interagerer med gas, der tidligere er kastet af stjernen. Dette genererer lyse efterglød, der falmer med tiden.
Bursten er ikke kun spektakulær, men også gåtefuld: en nysgerrig tidsforsinkelse adskiller dens højeste energiemissioner fra dens laveste. En sådan tidsforsinkelse er tydeligt set i kun et tidligere burst, og forskere har flere forklaringer på, hvorfor det kan eksistere. Det er muligt, at forsinkelserne kan forklares med strukturen i dette miljø, med lav- og højenergi-gammastrålerne "kommer fra forskellige dele af jetflyet eller skabes gennem en anden mekanisme," sagde det store område teleskopets hovedundersøgelses Peter Michelson , en professor i fysik fra Stanford University tilknyttet Institut for Energi.
En anden, langt mere spekulativ teori antyder, at det måske skyldes tidsforsinkelser ikke fra noget i miljøet omkring det sorte hul, men fra gammastrålernes lange rejse fra det sorte hul til vores teleskoper. Hvis den teoretiserede idé om kvantetyngdekraft er korrekt, er rummet i det mindste mål ikke et glat medium, men et svulmende, kogende skum af "kvanteskum." Gamma-stråler med lavere energi (og dermed lettere) ville rejse hurtigere gennem dette skum end høj-energi (og dermed tungere) gammastråler. I løbet af 12,2 milliarder lysår kan denne meget lille effekt tilføje en betydelig forsinkelse.
Fermi-resultaterne giver den hidtil stærkeste test af lysets hastighed ved disse ekstreme energier. Efterhånden som Fermi observerer flere gamma-ray bursts, kan forskere kigge efter tidsforsinkelser, der varierer med hensyn til bursts. Hvis den kvante tyngdekrafteffekt er til stede, bør tidsforsinkelser variere i forhold til afstanden. Hvis miljøet omkring burst-oprindelsen er årsagen, skal forsinkelsen forblive relativt konstant, uanset hvor langt væk bursten opstod.
”Denne ene burst rejser alle slags spørgsmål,” siger Michelson. "Om få år har vi en ret god prøve på bursts og kan have nogle svar."
Kilde: Eurekalert
