Swifts røntgen-teleskop fangede dette billede af GRB050509b indlejret i den diffuse røntgenemission, der er forbundet med galakse-klyngen. Billedkredit: NASA. Klik for at forstørre.
For to milliarder år og 25 dage siden fandt en begivenhed, der var bestemt til at være et vandløb i det astronomiske samfund, sted i en fjern galakse? en eksplosion af gammastråler, der kun varer tredive af et sekund. Det passende navngivne Swift-observatorium ‘så’ gammas med sit Burst Alert Telescope (BAT) instrument, arbejdede groft, hvor de kom fra, og vendte dets røntgen- og UV-teleskoper. Det internationale GCN (GRB Coordinates Network) lyste op med meddelelser fra observatorier over hele verden (og ud i rummet) og rapporterede, hvad de fandt, da de kiggede der. Data kom fra Namibia, De Kanariske Øer, det kontinentale USA, Chile, Indien, Holland og frem for alt Hawaii. Verdens førende optiske teleskoper, VLT, Kecks, Gemini, Subaru, alle svingte til handling; det elektromagnetiske spektrum blev dækket fra ekstremt høje energi-gammas til radioen.
Og alt for hvad? Et par dusin gammastråler plus et dusin røntgenstråler? Astronomer har vidst i over et årti, at gammastråle-bursts (GRB'er) findes i to forskellige slags:? Langblød? og? kort-hårdt ?. GRB050509b var en kort-hård en. Det varede ca. 30 ms. Dets gamma-spektrum havde mere? Hårdt? gammas end? blød? dem, og det var første gang, at en røntgenstråle efter glød nogensinde blev fundet.
Astronomer har "desperat søgt efterglød" i årevis. Dette er røntgen-, UV-, optisk-, IR- og radiobølger, der streamer fra stedet for GRB, efter at gammastrålingen er slukket. Fordi vi kan præcisere kilden til disse mere nøjagtigt end GRB'erne selv, er det at finde efterglødninger det første skridt til at finde ud af, hvad de er.
Før GRB050509b, var astronomer tilbøjelige til teorien om, at lange, bløde GRB'er er supernovaer (sammenbrud). Selvom der er blevet udsendt snesevis af teoretiske artikler om, hvad korthårdte GRB'er kunne være, så syntes kun tre scenarier at passe til gammastråledata? fusionen (eller kollisionen) af en neutronstjerne med en anden (eller et sort hul), en gigantisk opblussen fra en magnetar (en? stjerne skælv? i en intenst magnetisk neutronstjerne) eller en vis variation på sammenbrudstemaet.
Nu er den første af det, der sandsynligvis vil være hundreder af papirer på GRB050509b, sendt til offentliggørelse. De 28 forfattere konkluderer, at "der nu er observationsstøtte til hypotesen om, at korte, hårde brister opstår under fusionen af en kompakt binær (to neutronstjerner, eller en neutronstjerne og et sort hul)."
Nøglen til forskerne? konklusionen er "lokalisering" af røntgenstrålesvind.
Swift? S røntgenteleskop detekterede røntgenstråler, der kommer fra den samme himmelregion som gammas; efter lidt sleuthing for at binde den tilsyneladende røntgenposition til astronomerne? koordinatsystem (RA og Dec), bestemte Swift XRT-teamet, at efterglødet kom fra en cirkel omkring 15 arc (bue sekunder) på tværs, hvis centrum er omkring 10 ″ fra hjertet af en elliptisk galakse (som nu har det mindeværdige navn G1 ), selv medlem af en rig klynge af galakser badet i røntgenstråler. Hvordan vidste de, at det var en efterglød? Fordi det falmede; den diffuse røntgenstråle fra klynger gør det ikke.
Og på trods af at vi så meget nøje ud, blev der ikke fundet nogen anden elektromagnetisk efterglød.
Så nu var vores 28 astronomer nødt til at finde ud af, om G1? S forstæder er, hvor stardeden skete, eller et andet sted; hvad er værten? i astronom-tale.
Moderne astronomi bruger tunge statistikker; For at være sikker på, at de ikke har en fluke, vil forskere normalt have masser af eksempler. I dette tilfælde er den eneste statistik, som papirets forfattere kunne gøre, en beregning? hvor sandsynligt er det, at en korthård GRB (forudsat at sådanne er stardeath begivenheder) ville forekomme? nær? en elliptisk galakse, i en rig klynge, bare ved en tilfældighed? Mange forskellige? Hvor sandsynligt? der blev stillet spørgsmål; svarene i alle tilfælde er "ikke særlig sandsynlige". Ingen udelukker imidlertid uheld.
Vores forskere kunne nu henvende sig til de forskellige teoretiske modeller af korthårdte GRB'er og GRB-efterglød for at se, hvor godt observationsdataene stemte overens med de teoretiske forventninger, under forudsætning af at GRB gik ud i G1.
Gode nyheder (nr. 1) er, at eftergløddataene matcher godt: korthårdte GRB'er frigiver meget mindre (gamma) energi end langbløde (så efterglød fra korthårdte GRB'er skal være svagere; gammaenergien er en indikator af den energi, der bruges til at drive efterglødet). Endnu bedre, da det, som burst-affaldet smadrer ind i, bestemmer, hvor lyst eftergløden vil være, er den svage GRB050509b-efterglød netop, hvad du forventer, hvis det skete i den rarificerede gas i det interstellære medium af et elliptisk (kollaps efterglød er lyst til dels fordi de forekommer i de rodede rester af gasstøvskyerne, hvorfra de blev født blot få millioner år tidligere).
Det andet gode nyt er, at der ikke blev fundet noget spor af den nylige stjernedannelse i G1, hvilket således stort set udelukker en kollaps som afkom. Hvorfor? Fordi kollaps er meget unge stjerner, og derfor ikke kan have flyttet sig langt fra deres fødested før deres død. Endvidere ville resterne af selv den piskende kollaps supernova have været synlige flere dage efter.
Hvad med en gigantisk bluss fra en magnetar? Dette kan ikke udelukkes stærkt for GRB050509b, men en magnetar i en galakse som G1 er ikke særlig sandsynlig, og GRB050509b var tusind gange lysere end den stærkeste magnetarflare, vi hidtil har set.
Dette efterlader fusionen af en binær neutronstjerne (eller NS-BH binær). Hvor kan vi finde en sådan binær, lige klar til at fusionere? De kunne bestemt findes i forstæderne til spiralgalakser eller i kugleformede klynger, men kæmpe elliptiske galakser som G1 er mest der.
Så det? S? Sag afsluttet ?? Ikke helt. ? Andre afkomsmodeller er stadig levedygtige, og yderligere hurtigt lokaliserede udbrud fra Swift-missionen vil uden tvivl hjælpe med til at klarlægge forfædrebilledet yderligere.?
Kunne GRB050509b være en stardeath i en langt fjernere galakse? Måske en af de dusin eller så fuzzy klatter (en langt mere fjern galakse-klynge? Sådanne tilfældige tilpasninger er meget almindelige) i eller i nærheden af røntgen efterglødet? Måske vil dette blive drøftet i fremtidige papirer om GRB050509b.
Original kilde: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
