Bildkredit: Hubble
Tre av universumets största explosioner: gammastrålar, röntgenblixter och supernovaer kan faktiskt komma från samma händelse - en supermassiv stjärns kollaps. En astronom från Caltech har funnit att de olika typerna av explosioner verkar innehålla samma mängd energi, de är bara uppdelade på olika sätt mellan låg- och högenergi-jetstrålar. NASA kommer att lansera ett nytt gammastrålningsdetekterande rymdskepp, kallat SWIFT, som borde kunna upptäcka 100 gammastrålebustar per år. Detta bör ge forskare nya mål att studera.
Under de senaste decennierna har astrofysiker funderat över ursprunget till kraftfulla men till synes olika explosioner som tänder upp kosmos flera gånger om dagen. En ny studie den här veckan visar att alla tre smakerna av dessa kosmiska explosioner - gammastrålning, röntgenblixter och vissa supernovor av typ Ic - i själva verket är förbundna med deras gemensamma explosiva energi, vilket tyder på att en enda typ av fenomen, explosionen av en massiv stjärna är den skyldige. Huvudskillnaden mellan dem är "flyktvägen" som används av energin när den flyr från den döende stjärnan och dess nyfödda svarta hål.
I den 13 november-utgåvan av tidskriften Nature rapporterar Caltech doktorand Edo Berger och en internationell grupp av kollegor att kosmiska explosioner har ungefär samma totala energi, men denna energi är uppdelad på olika sätt mellan snabba och långsamma jetflyg i varje explosion. Denna insikt möjliggjordes av radioobservationer, utförda vid National Radio Astronomy Observatory's Very Large Array (VLA), och Caltechs Owens Valley Radio Observatory, av en gammastrålspråk som lokaliserades av NASA: s High Energy Transient Explorer (HETE) satellit den 29 mars i år.
Utbrottet, som vid 2,6 miljarder ljusår är det närmaste klassiska gammastrålningsutbrottet som någonsin upptäckts, gjorde det möjligt för Berger och de andra teammedlemmarna att få oöverträffad detalj om jetplan som skjuter ut från den döende stjärnan. Utbrottet var i konstellationen Leo.
"Genom att övervaka alla flyktvägarna insåg vi att gammastrålarna bara var en liten del av berättelsen för denna bristning," berger Berger och hänvisar till den kapslade strålen i skuret den 29 mars, som hade en tunn kärna av svag gamma strålar omgiven av ett långsamt och massivt kuvert som producerade rikliga radiovågor.
"Det här stubbade för mig," tillägger Berger, "eftersom gammastrålskurar är tänkta att producera huvudsakligen gammastrålar, inte radiovågor!"
Gamma-ray bursts, som först upptäcktes av misstag för decennier sedan av militära satelliter som tittade på kärnkraftsprover på jorden och i rymden, uppträder ungefär en gång om dagen. Fram till nu antogs allmänt att explosionerna är så titaniska att de accelererade partiklarna som rusar ut i antipodala strålar alltid avger enorma mängder gammastrålning, ibland under hundratals sekunder. Å andra sidan verkar de mer många supernovaerna av typ Ic i vår lokala del av universum vara svagare explosioner som endast producerar långsamma partiklar. Röntgenblixten antogs ockupera mellersta marken.
"Insikten från utbrottet den 29 mars fick oss att undersöka tidigare studerade kosmiska explosioner," säger Berger. ”I alla fall fann vi att explosionens totala energi är densamma. Det betyder att kosmiska explosioner är djur med olika ansikten men samma kropp. ”
Enligt Shri Kulkarni, MacArthur professor i astronomi och planetarisk vetenskap vid Caltech och Bergers avhandledare, är dessa fynd betydande eftersom de antyder att många fler explosioner kan bli oupptäckta. "Genom att förlita oss på gammastrålar eller röntgenstrålar för att berätta när en explosion äger rum kan vi kanske bara avslöja spetsen på det kosmiska explosionens isberg."
Det mysterium vi måste möta vid denna tidpunkt, tillägger Kulkarni, är varför energin i vissa explosioner väljer en annan rymdväg än i andra.
I vilket fall som helst, tillägger Dale Frail, en astronom vid VLA och medförfattare till manuskriptet, kommer astrofysiker nästan säkert att göra framsteg inom en snar framtid. Inom några månader kommer NASA att lansera en gammastrålningsdetekteringssatellit som kallas Swift, som förväntas lokalisera cirka 100 gammastrålar varje år. Ännu viktigare är att den nya satelliten vidarebefordrar mycket exakta positioner för skurarna inom en eller två minuter efter den första upptäckten.
Artikeln som visas i naturen har titeln "Ett vanligt ursprung för kosmiska explosioner utifrån kalorimetri av GRB 030329." Förutom Berger, huvudförfattaren och Kulkarni och Frail, är de andra författarna Guy Pooley, från Cambridge University: s Mullard Radio Astronomy Observatory; Vince McIntyre och Robin Wark, båda av Australien Telescope National Facility; Re’em Sari, docent i astrofysik och planetvetenskap vid Caltech; Derek Fox, en postdoktor i astronomi vid Caltech; Alicia Soderberg, doktorand i astrofysik vid Caltech; Sarah Yost, en postdoktor i fysik vid Caltech; och Paul Price, en postdoktor vid University of Hawaiis Institute for Astronomy.
Originalkälla: Caltech News Release
