Gamma-ray bursts (GRBs) er et af de mest energiske fænomener i universet, og også et af de mindst undersøgt. Disse eksplosioner af energi forekommer, når en massiv stjerne går supernova og udsender dobbeltbjælker af gammastråler, der kan ses milliarder af lysår væk. Fordi de er tæt knyttet til dannelsen af sorte huller, har forskere været ivrige efter at undersøge denne sjældne forekomst mere detaljeret.
Desværre er der kun få muligheder for dette, da GRB'er er meget kortvarige (varer kun i sekunder), og de fleste er sket i fjerne galakser. Men takket være indsatsen ved hjælp af en pakke teleskoper kunne astronomer få øje på en GRB (betegnet GRB 190114C) tilbage i januar 2019. En del af strålingen fra denne GRB var den højeste energi nogensinde observeret, hvilket gjorde dette til en milepæl i historien af astronomi.
Undersøgelsen, der beskriver disse fund (med titlen "Observation af inverse Compton-emissioner fra en lang gammastråle-burst") for nylig dukkede op i tidsskriftet Natur og forventes at blive vist i journalen Astronomi og astrofysik. Undersøgelsen blev ledet af Antonio de Ugarte Postigo fra Instituto de Astrofísica de Andalucía og omfattede medlemmer af MAGIC-samarbejdet, NASA og forskningsinstitutter over hele verden.
For at sige det klart, GRB'er er faktisk ganske almindelige og forekommer cirka en gang om dagen i det observerbare univers. Men på grund af deres korte og flygtige natur har det været meget vanskeligt at træne instrumenter på kilden, før de forsvinder. Men ved hjælp af flere teleskoper, der er optimeret til gammastråledetektering, blev GRB 190114 observeret lige i tide.
Dette omfattede NASAs Neil Gehrels Swift-observatorium, Fermi Gamma-Ray-rumteleskopet, samt det jordbaserede tvillingtema Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) -teleskoper - som er placeret på den kanariske ø La Palma og drives af Max Planck Institut for Fysik (MPP).
Da disse teleskoper observerede GRB 190114C, observerede de, at en del af den frigjorte energi målt i området 1Tera elektronvolt (TeV) - omkring en billion gange så meget energi pr. Foton observeret med synligt lys. Baseret på tidligere observationer estimerer astronomer, at for at opnå dette energiniveau, måtte materiale, der udsendes fra den sammenbrudte stjerne, køre med 99,999% lysets hastighed.
Med andre ord skulle materiale fra en døende stjerne accelereres til grænserne for, hvad fysisk stof kan udholde for at generere denne form for energisk burst. Dette materiale vil derefter blive tvunget gennem de gasformige skyer, der omgiver stjernen (resterne af de ydre lag, der er blevet sprængt af), hvilket forårsager et stød, der skaber gamma-ray burst.
Forskere har prøvet at observere ekstremt energiske emissioner fra GRB'er i lang tid, og denne særlige burst udgjorde den første mulighed nogensinde. Som Dr. de Ugarte Postigo forklarede i en ESA / Hubble-pressemeddelelse:
”Forskere har i lang tid prøvet at observere meget højenergiemission fra gammastråle-bursts. Denne nye observation er et vigtigt skridt fremad i vores forståelse af gamma-ray bursts, deres umiddelbare omgivelser, og hvordan materien opfører sig, når det bevæger sig med 99.999% af lysets hastighed. ”
Når vi ser fremad, vil flere rumbaserede observatorier observere supernovaen, der producerede GRB 190114C for at lære mere om dens miljø og hvordan denne ekstreme burst blev produceret. Især fik europæiske astronomer observationstid med NASA / ESA Hubble-rumteleskopet for at studere kildemiljøet.
Disse bestræbelser blev hjulpet af astronomer ved hjælp af ESOs Very Large Telescope (VLT) og Atacama Large Milimeter / submilimeter Array (ALMA) i Chile. Ved at kombinere deres observationer med de data, der er opnået af Hubble, var astronomerne i stand til at observere værtsgalaksen for denne GRB (som ligger 5 milliarder ca. lysår fra Jorden) mere detaljeret.
Som Andrew Levan fra Institute for Mathematics, Astrophysics & Particle Physics Department of Astrophysics ved Radboud University i Holland, forklarede:
”Hubbles observationer antyder, at netop denne burst blev siddende i et meget tæt miljø, lige midt i en lys galakse 5 milliarder lysår væk. Dette er virkelig usædvanligt og antyder, at det måske er grunden til, at det producerede dette usædvanligt kraftfulde lys. ”
Denne milepæl er et vidnesbyrd om den stigende kapacitet hos astronomiske instrumenter og den voksende betydning af internationalt samarbejde. Det er også i overensstemmelse med den nuværende tidsalder for astronomi, hvor revolutionerende opdagelser bliver mere almindelige. Med hvert år, der nu forskes på fænomener, der engang var dårligt forståede eller begrænset, forskes det regelmæssigt.
