Billedkredit: NASA
Tre kraftige sprængninger fra tre helt forskellige regioner i rummet har efterladt forskerne. Sprængningerne, der kun varede i nogle få sekunder, kan være tidlige alarmsystemer for stjerneeksplosioner kaldet supernovaer, som kunne begynde at vises hver dag nu.
De første to sprængninger, kaldet røntgenglimt, fandt sted den 12. og 16. september. Disse blev efterfulgt af et mere kraftfuldt burst den 24. september, der ser ud til at være på spidsen mellem en røntgenstråle og en fuldgyldig gammastråle brast, en opdagelse interessant i sig selv. Hvis disse signaler fører til supernovaer, ville forskerne som forventet have et værktøj til at forudsige stjerneeksplosioner og derefter se dem gå fra start til slut.
Et team ledet af Dr. George Ricker fra Massachusetts Institute of Technology opdagede eksplosionerne med NASAs High-Energy Transient Explorer (HETE-2). Videnskabsteam over hele verden, der bruger rum- og jordbaserede observatorier, er samlet, revet og konflikt om hvilket burst-område for at spore bedst.
”Hver burst har været smuk,” sagde Ricker. ”Afhængig af hvordan disse udvikler sig, kunne de understøtte vigtige teorier om supernovaer og gamma-ray burst. De sidste to uger har været som 'pik, ild, genindlæs.' Naturen fortsætter med at levere, og vores HETE-2-satellit reagerer fejlfrit. '
Gamma-ray bursts er de mest kraftfulde eksplosioner kendt bortset fra Big Bang. Mange ser ud til at være forårsaget af døden af en massiv stjerne, der kollapser i et sort hul. Andre kan være fra fusionering af sorte huller eller neutronstjerner. I begge tilfælde producerer begivenheden sandsynligvis to, smalle stråler i modsatte retninger, der bærer enorme mængder energi af. Hvis en af jetflyene peger på Jorden, ser vi denne energi som en "gammastråle" burst.
Røntgenblitz med lavere energi kan muligvis være gammastråle-bursts, der ses lidt fra vinklen fra jetretningen, noget svarende til, hvordan en lommelygte er mindre blændende, når den ses i en vinkel. Størstedelen af lyspartikler fra røntgenstråler, kaldet fotoner, er røntgenstråler - energiske, men ikke så kraftige som gammastråler. Begge typer bursts varer kun et par millisekunder til cirka et minut. HETE-2 detekterer bursts, undersøger deres egenskaber og giver et sted, så andre observatorier kan undersøge burst efterglødet i detaljer.
Trio af bursts fra de sidste par uger har potentialet til at afvikle to langvarige debatter. Nogle forskere siger, at røntgenstråler er forskellige dyr sammen, ikke relateret til gammastråleudbrud og massive stjerneeksplosioner. At opdage en supernova i det område, hvor røntgenblitz dukkede op, ville tilbagevise den tro, i stedet for at bekræfte forbindelsen mellem de to. Opfølgningsobservationer af burst den 24. september, kaldet GRB040924 for den dato, den blev observeret, befester allerede teorien om et kosmisk eksplosionskontinuum fra røntgenstråler op gennem gamma-ray bursts.
Mere interessant for supernovajægere er det faktum, at røntgenstrålinger er tættere på Jorden end gamma-ray bursts. Mens forbindelsen mellem gammastråle-bursts og supernovaer er skabt, er disse supernovaer for fjerne til at studere i detaljer. Røntgenstråler kan være signaler for supernovaer, som forskere faktisk kan synke deres tænder i og observere i detaljer. Endnu i øjeblikket er det bare at se og vente.
”Sidste år forseglede opdagelsen af GRB030329 af HETE-2 forbindelsen mellem gamma-ray bursts og massive supernovaer,” sagde prof. Stanford Woosley fra University of California i Santa Cruz, der har forkæmpet flere teorier om stjerneeksplosioners fysik. ”Disse to september-bursts er måske første gang, vi ser en røntgenstråle føre til en supernova. Vi ved måske meget snart. ”
Ud over alt dette fortsætter GRB040924 som en generering af den hurtigste reaktion nogensinde for en gamma-ray burst-satellit. HETE-2 detekterede burst og videresendte oplysninger gennem det NASA-betjente Gamma-ray Burst Coordinates Network på under 14 sekunder, hvilket førte til en optisk detektion omkring 15 minutter senere med Palomar 60-tommer teleskop, lige nord for San Diego. Dr. Derek Fox fra Caltech var førende på denne observation.
”Vi forventer alle, at meget mere af denne type spændende videnskab kommer efter lanceringen af Swift,” sagde Dr. Anne Kinney, direktør for NASA's Universe Division. Swift, der lanceres i oktober, indeholder tre teleskoper (gammastråle, røntgenstråler og UV / optisk) til hurtig opdagelse af burst, hurtig relæ af information og øjeblikkelig opfølgningsobservationer af efterglødet.
HETE blev bygget af MIT som en mulighed for mission under NASA Explorer-programmet, samarbejde mellem amerikanske universiteter, Los Alamos National Laboratory og forskere og organisationer i Brasilien, Frankrig, Indien, Italien og Japan.
Yderligere oplysninger om fysik i stjerneeksplosioner:
Mens mange forskere siger, at røntgenstråler er gammastråle-bursts, der ses lidt fra vinklen, er en anden teori, at stjerneeksplosionen, der forårsager røntgenstråling, er rig på baryoner (en familie af partikler, der inkluderer protoner og neutroner), som i modsætning til leptoner (partikler, der inkluderer elektroner). En baryon-domineret eksplosion ville frembringe flere røntgenstråler, og en lepton-domineret eksplosion ville producere flere gammastråler. Dette skyldes, at baryonerne bevæger sig langsommere end leptoner; og langsommere bevægende stof ville få en blødere (lavere energi) burst i alle vinkler.
Ifølge Dr. Stanford Woosley er supernova / gamma-ray burst-forbindelsen denne: Når en massiv stjerne løber tør for nukleart brændstof, vil dens kerne kollapse, men uden at stjernens ydre del ved det. Et sort hul dannes indeni omgivet af en disk med tiltrædende stof, og inden for få sekunder lancerer dette en stråle af stof væk fra det sorte hul, der i sidste ende får gammastrålen til at briste. Strålen gennemborer den ydre skal af stjernen ca. ni sekunder efter dens oprettelse. Materialejet stråler sammen med kraftige vinde af nyligt smedte radioaktivt nikkel-56, der blæser af disken indeni, knust stjernen inden for få sekunder. Denne knusning repræsenterer supernova-begivenheden, og mængden af radioaktivt nikkel-56 giver dens lysstyrke. Fra vores udsigtspunkt vil vi imidlertid ikke se supernovaen først cirka to uger efter gammastrålen, fordi regionen er omgivet af gas og støv og blokerer for lys.
Original kilde: NASA News Release
