Et gammastråleburst påvist af ESAs integrale gammastråleobservatorium den 3. december 2003 er blevet undersøgt grundigt i flere måneder af en armada af rum- og jordbaserede observatorier. Astronomer har nu konkluderet, at denne begivenhed, kaldet GRB 031203, er den nærmeste kosmiske gammastråle, der er registreret, men også den svageste. Dette antyder også, at en hel population af subenergiske gamma-ray bursts hidtil er gået upåagtet hen ...
Kosmiske gammastråle-bursts (GRB'er) er glimt af gammastråler, der kan vare fra mindre end et sekund til et par minutter og forekomme i tilfældige positioner på himlen. En stor del af dem menes at resultere, når der oprettes et sort hul fra en døende stjerne i en fjern galakse. Astronomer mener, at en varm skive, der omgiver det sorte hul, lavet af gas og stof, der falder ned på det, på en eller anden måde udsender en energisk stråle parallelt med rotationsaksen.
I henhold til det enkleste billede skal alle GRB'er udsende lignende mængder gammastråleenergi. Fraktionen af det på Jorden skal derefter afhænge af 'bredde' (åbningsvinkel) og bjælkens orientering samt af afstanden. Den modtagne energi skal være større, når strålen er smal eller peger mod os og mindre, når strålen er bred eller peger væk fra os. Nye data indsamlet med ESAs højenergiobservatorier, Integral og XMM-Newton, viser nu, at dette billede ikke er så klart, og at mængden af energi, der udsendes af GRB'er, kan variere markant. "Ideen om, at alle GRB'er spytter ud den samme mængde gammastråler, eller at de er 'standardlys', som vi kalder dem, er simpelthen udelukket af de nye data," sagde dr. Sergey Sazonov fra Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Moskva (Rusland) og Max-Planck Institute for Astrophysics, Garching nær München (Tyskland).
Sazonov og et internationalt team af forskere studerede GRB detekteret af Integral den 3. december 2003 og fik kodenavnet GRB 031203. Inden for en rekord 18 sekunder efter brasten havde Integral Burst Alert System peget på den omtrentlige position GRB 031203 i himlen og sendte informationen til et netværk af observatorier rundt om i verden. Få timer senere bestemte en af dem, ESAs XMM-Newton, en meget mere præcis position for GRB 031203 og opdagede en hurtigt falmende røntgenkilde, der efterfølgende blev set af radio og optiske teleskoper på jorden.
Denne rigdom med data gjorde det muligt for astronomer at bestemme, at GRB 031203 gik af i en galakse, der er mindre end 1300 millioner lysår væk, hvilket gør det til det nærmeste GRB, der nogensinde er observeret. Alligevel var den måde, hvorpå GRB 031203 dæmpede med tiden og fordelingen af dens energi, ikke forskellig fra fjerntliggende GRB'er. Derefter begyndte videnskabsmænd at indse, at begrebet 'standardlys' muligvis ikke gælder. ”At være så tæt bør få GRB 031203 til at virke meget lys, men mængden af gammastråler målt ved Integral er ca. tusind gange mindre end hvad vi normalt ville forvente af en GRB,” sagde Sazonov.
En burst af gammastråler, der blev observeret i 1998 i en tættere galakse, virkede endnu svagere, omkring hundrede gange mindre lys end GRB 031203. Astronomer kunne imidlertid ikke endeligt fortælle, om det var en ægte GRB, fordi størstedelen af dens energi blev udsendt hovedsagelig som Røntgenstråler i stedet for gammastråler. Arbejdet i Sazonovs team på GRB 031203 antyder nu, at der faktisk kan eksistere svagere GRB'er.
Et team af amerikanske astronomer, koordineret af Alicia Soderberg fra California Institute of Technology, Pasadena (USA), studerede 'efterglødet' af GRB 031203 og gav yderligere støtte til denne konklusion. Efterglødet, der udsendes, når en GRB's eksplosionsbølge chokkerer det diffuse medium omkring det, kan vare uger eller måneder og gradvis forsvinde. Ved hjælp af NASAs Chandra røntgenobservatorium så Soderberg og hendes team, at efterglødens røntgenlysstyrke var omkring tusind gange svagere end for typiske fjerne GRB'er. Holdets observationer med Very Large Array-teleskopet fra National Radio Astronomy Observatory i Socorro (USA) afslørede også en kildedæmper end normalt.
Sazonov og Soderberg forklarer, at deres teams kiggede nøje efter tegn på, at GRB 031203 kunne vippes på en sådan måde, at det meste af dens energi ville undgå Integrals detektion. Som Sazonov sagde, "betyder det faktum, at det meste af den energi, vi ser, udsendes i gammastråle-domænet snarere end i røntgenstrålerne, at vi ser strålen næsten på aksen." Det er derfor usandsynligt, at meget af dets energiproduktion kan gå upåagtet hen.
Denne opdagelse antyder eksistensen af en ny population af GRB'er meget tættere, men også svagere end de fleste af de hidtil kendte, som er meget energiske, men fjerne. Objekter af denne type kan også være meget talrige og producerer således hyppigere bursts.
Hovedparten af denne befolkning er hidtil undgået vores opmærksomhed, fordi den ligger på grænsen for detektion med tidligere og nuværende instrumenter. Integral kan imidlertid være lige følsom nok til at afsløre et par flere af dem i de kommende år. Disse kunne kun være toppen af isbjerget og fremtidige gammastråleobservatorier, såsom den planlagte NASA's Swift-mission, burde være i stand til at udvide denne søgning til et meget større volumen af universet og finde mange flere subenergiske GRB'er.
Original kilde: ESA News Release
