Bildkredit: NASA
Fram till nyligen trodde astronomer att nästan två tredjedelar av gammastrålbrott - de mest kraftfulla kända explosionerna i universum - inte verkar lämna ett efterglöd. Allt som finns kvar är efterglödningen, som astronomer kan studera för att försöka förstå vad som orsakade explosionen. NASA: s HETE-rymdskepp har snabbt fastställt positionerna för 15 gammastrålningsskurar och skickat denna information till astronomer för att följa upp med optiska teleskoper. I det här fallet har bara en inte haft ett efterglöd. Så det verkar efterglödningar är vanliga, du behöver bara titta snabbt.
Astronomer har löst mysteriet om varför nästan två tredjedelar av alla gammastrålar, de mest kraftfulla explosionerna i universum, verkar inte lämna några spår eller efterglöd: I vissa fall såg de bara inte tillräckligt snabbt ut.
Ny analys från NASA: s snabba High Energy Transient Explorer (HETE), som lokaliserar skurar och leder andra satelliter och teleskop till explosionen inom några minuter (och ibland sekunder), avslöjar att de flesta gammastrålskador troligen har en viss efterglöd.
Forskare meddelar dessa resultat idag på en presskonferens vid Gamma Ray Burst-konferensen 2003 i Santa Fe, N.M., en kulmination på ett års värde av HETE-data.
"I flera år trodde vi att mörka gammastrålar skulle vara mer osociala än Cheshire-katten, utan att ha tillstånd att lämna ett synligt leende när de bleknade bort," sade HETE: s huvudutredare George Ricker från Massachusetts Institute of Technology i Cambridge, Mass.
”Nu ser vi äntligen det leendet. Bit för bit, brast av brast, gamma-ray-mysteriet utvecklas. Detta nya HETE-resultat innebär att vi nu har ett sätt att studera de flesta gammastrålar, inte bara en liten tredjedel. ”
Gamma-ray bursts, antagligen tillkännager födelsen av ett svart hål, varar bara i några millisekunder till upp till en minut och sedan blekna för evigt. Forskare säger att många skurar verkar komma från implosionen av massiva stjärnor, över 30 gånger solens massa. De är slumpmässiga och kan förekomma i någon del av himlen med en hastighet av cirka en per dag. Efterglödningen, som kvarstår i röntgenstrålar med låg energi och optiskt ljus i timmar eller dagar, erbjuder det primära sättet att studera explosionen.
Avsaknaden av en efterglödning i drygt två tredjedelar av alla skurar hade fått forskare att spekulera i att det specifika gammastrålningsbristet kan vara för långt borta (så att det optiska ljuset är "redifted" till våglängder som inte kan upptäckas med optiska teleskoper) eller uppstod i dammiga stjärnbildande regioner (där dammet döljer efterglödningen).
Mer rimligt, sade Ricker, de flesta av de mörka skurarna bildar faktiskt efterglödningar, men efterglödningarna kan initialt blekna mycket snabbt. En efterglöd produceras när skräp från den första explosionen ramar in i befintlig gas i de interstellära regionerna, vilket skapar chockvågor och värmer upp gasen tills den lyser. Om efterglödet initialt bleknar för snabbt eftersom chockvågorna är för svaga, eller om gasen är för svag, kan den optiska signalen falla brant nedanför nivån på vilken astronomer kan plocka upp den och spåra den. Senare kan efterglödningen bromsa nedgången - men för sent för att optiska astronomer ska återhämta signalen.
HETE, ett internationellt uppdrag som samlats vid och drivs av MIT för NASA, bestämmer en snabb och exakt plats för ungefär två skurar per månad. Under det senaste året har HETEs lilla men kraftfulla mjuk röntgenkamera (SXC), ett av tre huvudinstrument, exakt bestämda positioner för 15 gammastrålning. Överraskande nog har endast en av SXC: s femton skurar visat sig vara mörk, medan tio skulle ha förväntats baseras på resultat från tidigare satellit.
Ett MIT-ledat team har dragit slutsatsen att skälet till att efterglödor äntligen hittas är tvåfaldigt: De exakta, snabba SXC-burstplatserna söks snabbt och mer noggrant av optiska astronomer och SXC-skurarna är något ljusare i röntgenstrålar än de mer gammala strålningsskurarna som studerats av de flesta tidigare satelliter, och därmed är det tillhörande optiska ljuset också ljusare.
Således verkar HETE ha svarat för alla men ungefär 15 procent av gammastrålar, vilket kraftigt minskade svårighetsgraden av problemet med "saknad efterglöd". Studier som planeras av team av optiska astronomer under nästa år bör ytterligare minska, och eventuellt till och med eliminera, det återstående skillnaden.
Gamma-ray jägare utmanas. På grund av beskaffenheten av gammastrålar och röntgenstrålar, som inte kan fokuseras som optiskt ljus, lokaliserar HETE skurar inom bara några få ljusbågar genom att mäta skuggorna som kastas av infallande röntgenstrålar som passerar genom en noggrant kalibrerad mask inom SXC. (En ljusbåge är ungefär storleken på en nålöga som hålls i armlängden.) De flesta gammastrålningsutbrott är mycket långt, så myriade stjärnor och galaxer fyller den lilla cirkeln. Utan snabb lokalisering av en ljus och bleknande efterglöd har forskare stora svårigheter att lokalisera gamma-ray burst motsvarigheten dagar eller veckor senare. HETE måste fortsätta att lokalisera gammastrålar för att lösa skillnaden i de återstående mörka skurarna.
Rymdskeppet HETE, på ett utökat uppdrag till 2004, är en del av NASA: s Explorer-program. HETE är ett samarbete mellan MIT; NASA; Los Alamos National Laboratory, New Mexico; Frankrikes Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) och Ecole Nationale Superieure del’Aeronautique et de l’Espace (Sup’Aero); och Japans institut för fysisk och kemisk forskning (RIKEN). Vetenskapsteamet inkluderar medlemmar från University of California (Berkeley och Santa Cruz) och University of Chicago samt från Brasilien, Indien och Italien.
Originalkälla: NASA News Release
