Swifts röntgen-teleskop fångade den här bilden av GRB050509b inbäddad i den diffusa röntgenstrålningen som är förknippad med galaxklustret. Bildkredit: NASA. Klicka för att förstora.
För två miljarder år och 25 dagar sedan inträffade en händelse som skulle vara en vattendel i det astronomiska samhället i en avlägsen galax? en explosion av gammastrålar som bara varar en trettionde av en sekund. Det aptitnämnda Swift-observatoriet "såg" gammas med sitt Burst Alert Telescope (BAT) instrument, arbetade ungefär var de kom ifrån och vände sitt röntgen- och UV-teleskop. Det internationella GCN (GRB Coordinates Network) tändes med meddelanden från observatorier över hela världen (och ut i rymden) och rapporterade vad de hittade när de tittade där. Data kom in från Namibia, Kanarieöarna, kontinentala USA, Chile, Indien, Nederländerna och framför allt Hawaii. Världens ledande optiska teleskoper, VLT, Kecks, Tvillingarna, Subaru, alla svängde till handling; det elektromagnetiska spektrumet täcktes från extremt hög energi-gammas till radion.
Och allt för vad? Några dussin gammastrålar plus ett dussin röntgenstrålar? Astronomer har känt i över ett decennium att gammastrålningsbristningar (GRB) kommer i två olika slag: "långmjukt?" och? kort-hårt ?. GRB050509b var en kort hård. Det varade i cirka 30 ms, dess gamma-spektrum hade mer? Hårt? gammas än? mjuk? sådana, och det var första gången en röntgen efterglöd någonsin upptäcktes.
Astronomer har ”desperat sökt efterglödor” i åratal. Dessa är röntgen-, UV-, optiska, IR- och radiovågor som strömmar från platsen för GRB, efter att gammastrålningen har släckts. Eftersom vi kan identifiera källan till dessa mer exakt än GRB: erna själva, är att hitta efterglödor det första steget att ta reda på vad de är.
Innan GRB050509b lutade astronomer mot teorin om att långa mjuka GRB: er är supernovaer (kollapsar). Även om det har publicerats dussintals teoretiska artiklar om vilka korthårda GRB: er kan det bara tyckas att tre scenarier passade gammastråledata? sammanslagning (eller kollision) av en neutronstjärna med en annan (eller ett svart hål), en gigantisk blossa från en magnetar (en "starquake" i en intensivt magnetisk neutronstjärna), eller någon variation på kollapsstemat.
Nu har den första av vad som troligen kommer att vara hundratals papper på GRB050509b överlämnats för publicering. De 28 författarna drar slutsatsen att "det finns nu ett observationsstöd för hypotesen att korta hårda skurar uppstår under sammanslagningen av en kompakt binär (två neutronstjärnor, eller en neutronstjärna och ett svart hål)."
Nyckeln till forskarna? slutsatsen är "lokaliseringen" av röntgen efterglödningen.
Swifts röntgenteleskop upptäckte röntgenstrålar som kommer från samma himmelregion som gammas; efter lite slutning för att binda den uppenbara röntgenpositionen till astronomerna? koordinatsystemet (RA och Dec), bestämde Swift XRT-teamet att efterglödet kom från en cirkel cirka 15 arc (bågsekunder) över, vars centrum är ungefär 10 ″ från hjärtat i en elliptisk galax (som nu har det minnesvärda namnet G1 ), själv medlem i ett rikt kluster av galaxer badade i röntgenstrålar. Hur visste de att det var ett efterglöd? Eftersom det bleknat; den diffusa röntgenstrålningen från kluster gör det inte.
Och trots att man tittade mycket noggrant, upptäcktes ingen annan elektromagnetisk efterglöd.
Så nu var våra 28 astronomer tvungna att ta reda på om G1: s förorter är där stardeathen hände, eller någon annanstans; vad är värd? i astronom-tala.
Modern astronomi använder tungt statistik; för att vara säker på att de inte har en fluke, forskare vill normalt ha massor av exempel. I det här fallet är den enda statistiken som författarnas författare kan göra är en beräkning? hur troligt är det att en korthård GRB (förutsatt att sådana är stardeath-händelser) skulle inträffa? nära? en elliptisk galax, i ett rikt kluster, bara av en slump? Många olika? Hur troligt? frågor ställdes; svaren i alla fall är, "inte särskilt troligt?" Ingen utesluter dock otur.
Våra forskare kunde nu vända sig till de olika teoretiska modellerna av korthårda GRB och GRB-efterglöd för att se hur väl observationsdata passade de teoretiska förväntningarna, förutsatt att GRB gick i G1.
Goda nyheter (# 1) är att efterglödningsdata matchar bra: korthårda GRB: er släpper mycket mindre (gamma) energi än långa mjuka (så efterglöd från korthårda GRB: er bör vara svagare; gammaenergin är en indikator av den energi som används för att driva efterglödningen). Ännu bättre, eftersom det skurna skräpet krossar i bestämmer hur ljus efterglödan kommer att bli, är den svaga GRB050509b efterglöd bara vad du förväntar dig om det hände i den sällsynta gasen i det interstellära mediet i ett elliptiskt (kollaps efterglöd är ljust delvis eftersom de händer i de smutsiga resterna av gasdammmoln från vilka de föddes bara några miljoner år tidigare).
Den andra goda nyheten är att ingen spår av den senaste stjärnbildningen kunde hittas i G1, och därmed ganska mycket utesluter en kollaps som förfäder. Varför? Eftersom kollapsar är mycket unga stjärnor och därför inte kan ha flyttat långt från deras födelseort före sin död. Vidare skulle skräpet från till och med den vinklande kollaps supernovaen ha varit synlig, flera dagar efteråt.
Vad sägs om en jättesignal från en magnetar? Detta kan inte uteslutas starkt för GRB050509b, men en magnetar i en galax som G1 är inte mycket trolig, och GRB050509b var tusen gånger ljusare än den starkaste magnetfällningen vi hittills har sett.
Det lämnar sammanslagningen av en binär neutronstjärna (eller NS-BH binär). Var skulle vi hitta en sådan binär, bara redo att slå samman? De kan verkligen hittas i förorterna till spiralgalaxer eller i kulakluster, men jätte elliptiska galaxer som G1 är mestadels där.
Så det är fallet stängt ?? Inte riktigt. ? Andra föräldermodeller är fortfarande livskraftiga, och ytterligare snabbt lokaliserade skurar från Swift-uppdraget kommer utan tvekan att bidra till att ytterligare klargöra bilden av förfäderna.?
Kan GRB050509b vara en stardeath i en mycket mer avlägsen galax? Kanske en av dussin eller så fuzzy klatter (ett mycket mer avlägset galaxkluster? Sådana chansinriktningar är mycket vanliga) i eller nära röntgen efterglödet? Kanske kommer detta att diskuteras i framtida artiklar om GRB050509b.
Originalkälla: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
