GRB 080916C: s röntgen efterglöd visas orange och gult i den här vyn som sammanfogar bilder från Swifts UltraViolet / Optical och röntgen teleskop. Kredit: NASA / Swift / Stefan Immler
Forskare som använder Fermi Gamma-ray Space Telescope rapporterar om en gammastrålexplosion som blåser bort allt de har sett tidigare. Sprängningen, som registrerades förra hösten i konstellationen Carina, släppte energin från 9 000 supernovaer.
Mycket massiva stjärnas kollaps kan ge våldsamma explosioner, åtföljda av starka gammastrålar som är några av de ljusaste händelserna i universum. Typiska gamma-ray bursts avger fotoner med energier mellan 10 kiloelektron volt och cirka 1 megaelektron volt. Fotoner med energier över megaelektron volt har setts i några mycket sällsynta tillfällen men avståndet till deras källor var inte kända. Ett internationellt forskningskonsortium rapporterar i veckans utgåva av tidskriften Science Express att Fermi Gamma-Ray Space Telescope har upptäckt fotoner med energier mellan 8 kiloelektron volt och 13 gigaelektron volt som kommer från gamma-ray burst 080916C.
Explosionen, benämnd GRB 080916C, inträffade strax efter midnatt GMT den 16 september (7:13 på den 15: e i östra USA). Två av Fermis vetenskapliga instrument - det stora området teleskopet och Gamma-ray Burst Monitor - inspelade samtidigt händelsen. Tillsammans ger de två instrumenten en bild av explosionens gammastråleutsläpp från energier från 3 000 till mer än 5 miljarder gånger det synliga ljuset.
Ett team under ledning av Jochen Greiner vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland, konstaterade att sprängningen inträffade 12,2 miljarder ljusår bort genom att använda Gamma-Ray Burst Optical / Near-Infrared Detector (GROND) på 2,2-metern (7,2 fot) teleskop vid European Southern Observatory i La Silla, Chile.
"Redan, det här var en spännande skur," säger Julie McEnery, en Fermis biträdande projektforskare vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Men med GROND-teamets avstånd gick det från spännande till extraordinärt."
Astronomer tror att de flesta gammastrålexplosioner inträffar när exotiska massiva stjärnor slutar på kärnbränsle. När en stjärnkärna kollapsar i ett svart hål, spricker materialstrålar - drivna av processer som ännu inte helt förstått - utåt nästan med ljusets hastighet. Jetstrålarna bar hela vägen genom den kollapsande stjärnan och fortsätter ut i rymden, där de interagerar med gas som tidigare kastats av stjärnan. Detta genererar ljusa efterglöd som bleknar med tiden.
Utbrottet är inte bara spektakulärt utan också gåtfullt: en nyfiken tidsfördröjning skiljer sina högsta energiutsläpp från dess lägsta. En sådan tidsfördröjning har sett tydligt i bara ett tidigare skur, och forskare har flera förklaringar till varför det kan existera. Det är möjligt att förseningarna kan förklaras av strukturen i denna miljö, med låga och högenergiska gammastrålar "som kommer från olika delar av strålen eller skapas genom en annan mekanism", säger det stora området teleskopets huvudutredare Peter Michelson , en Stanford University-fysikprofessor ansluten till Institutionen för energi.
En annan, mycket mer spekulativ teori antyder att kanske tidsfördröjningar inte beror på något i miljön runt det svarta hålet, utan från gammastrålarnas långa resa från det svarta hålet till våra teleskoper. Om den teoretiserade idén om kvanttyngd är korrekt är rymden i sin minsta skala inte ett jämnt medium utan en tumult, kokande skum av "kvantskum." Gamma-strålar med lägre energi (och därmed lättare) skulle resa snabbare genom detta skum än hög-energi (och därmed tyngre) gammastrålar. Under 12,2 miljarder ljusår kan denna mycket lilla effekt ge en betydande försening.
Fermi-resultaten ger hittills det starkaste testet av ljusets hastighet vid dessa extrema energier. När Fermi observerar fler gammastrålar kan forskare leta efter tidsfördröjningar som varierar med avseende på skurarna. Om kvanttyngdeffekten är närvarande bör tidsfördröjningen variera i förhållande till avståndet. Om miljön kring skurens ursprung är orsaken, bör fördröjningen förbli relativt konstant oavsett hur långt bort skuret inträffade.
"Den här bristen väcker alla slags frågor," säger Michelson. "Om några år kommer vi att ha ett ganska bra prov av skurar och kan ha några svar."
Källa: Eurekalert
