Bildkredit: NASA
Tre kraftfulla sprängningar från tre helt olika regioner i rymden har lämnat forskare förvrängningar. Sprängningarna, som varade bara några sekunder, kan vara tidiga varningssystem för stjärnexplosioner som kallas supernovaer, som kan börja dyka upp varje dag nu.
De två första sprängningarna, kallade röntgenblixten, inträffade 12 och 16 september. Dessa följdes av ett kraftfullare skur den 24 september som verkar vara på spetsen mellan en röntgenblixten och en fullfjädra gammastråle brast, en upptäckt intressant i sig själv. Om dessa signaler leder till supernovaer, som förväntat, skulle forskare ha ett verktyg för att förutsäga stjärnexplosioner och sedan se dem gå från början till slut.
Ett team under ledning av Dr. George Ricker från Massachusetts Institute of Technology upptäckte explosionerna med NASA: s High-Energy Transient Explorer (HETE-2). Vetenskapsteam världen över som använder rymd- och markbaserade observatorier har anslutit sig, slits och konflikt om vilken sprängregion för att spåra närmast.
"Varje skur har varit vacker," sade Ricker. ”Beroende på hur dessa utvecklas, kan de stödja viktiga teorier om supernovaer och gammastrålning. De senaste två veckorna har varit som "kuk, eld, ladda om." Naturen fortsätter att leverera och vår HETE-2-satellit fortsätter att svara felfritt. ”
Gamma-ray bursts är de mest kraftfulla explosionerna som är kända förutom Big Bang. Många tycks vara orsakade av döden av en massiv stjärna som kollapsade i ett svart hål. Andra kan komma från sammanslagning av svarta hål eller neutronstjärnor. I båda fallen producerar händelsen troligen två, smala strålar i motsatta riktningar, som transporterar enorma mängder energi. Om en av strålarna pekar på jorden ser vi denna energi som en "gammastråle" -brist.
Röntgenstrålkastarna med lägre energi kan vara gammastrålar som ses något av vinkeln från strålriktningen, något som liknar hur en ficklampa är mindre förblindande när den ses i en vinkel. De flesta ljuspartiklar från röntgenblixten, kallade fotoner, är röntgenstrålar - energiska, men inte riktigt lika kraftfulla som gammastrålar. Båda typerna av skurar varar bara några millisekunder till ungefär en minut. HETE-2 upptäcker skurarna, studerar deras egenskaper och tillhandahåller en plats så att andra observatorier kan studera skurens efterglöd i detalj.
Trio av utbrott från de senaste veckorna har potential att lösa två långvariga debatter. Vissa forskare säger att röntgenblixten är olika djur alla tillsammans, inte relaterade till gammastrålningsutbrott och massiva stjärnexplosioner. Att upptäcka en supernova i regionen där röntgenblixten dök upp skulle motbevisa den troen, i stället bekräfta förbindelsen mellan de två. Uppföljningsobservationer av brottet den 24 september, benämnd GRB040924 för det datum det observerades, befäster redan teorin om en kosmisk explosionskontinuum från röntgenblinkar upp genom gammastrålningsskurar.
Mer intressant för supernovajägare är det faktum att röntgenblixten är närmare jorden än gammastrålningsutbrott. Samtidigt som sambandet mellan gammastrålar och supernovaer har gjorts, är dessa supernovaer för långt ifrån att studera i detalj. Röntgenblinkar kan vara signaler för supernovaer som forskare faktiskt kan sjunka tänderna i och observera i detalj. Men för tillfället är det bara att titta och vänta.
"Förra året upptäckte upptäckten av GRB030329 av HETE-2 sambandet mellan gammastrålar och massiva supernovaer," sade professor Stanford Woosley från University of California i Santa Cruz, som har förkämpat flera teorier om stjärnexplosionens fysik. ”Dessa två septemberbrister kan vara första gången vi ser en röntgenblixning leda till en supernova. Vi kanske vet mycket snart. ”
Utöver allt detta fortsätter GRB040924 att generera det snabbaste svaret någonsin för en gamma-ray burst-satellit. HETE-2 upptäckte bristen och vidarebefordrade information genom det NASA-opererade Gamma-ray Burst Coordinates Network på under 14 sekunder, vilket ledde till en optisk upptäckt cirka 15 minuter senare med Palomar 60-tums teleskop, strax norr om San Diego. Dr Derek Fox från Caltech var ledaren för denna observation.
"Vi förväntar oss alla att mycket mer av den här typen av spännande vetenskap kommer att komma efter lanseringen av Swift," säger Dr. Anne Kinney, chef för NASA: s universumdivision. Swift, som lanseras i oktober, innehåller tre teleskoper (gammastråle, röntgenstråle och UV / optisk) för snabb upptäckt av brister, snabb informationsrelä och omedelbar uppföljningsobservationer av efterglödningen.
HETE byggdes av MIT som ett uppdrag av möjligheter under NASA Explorer-programmet, samarbete mellan amerikanska universitet, Los Alamos National Laboratory och forskare och organisationer i Brasilien, Frankrike, Indien, Italien och Japan.
Ytterligare information om fysiken i stjärnexplosioner:
Även om många forskare säger att röntgenblixten är gammastrålar som ses något från vinkeln, är en annan teori att stjärnexplosionen som orsakar röntgenblixten är rik på baryoner (en familj av partiklar som inkluderar protoner och neutroner), i motsats till leptoner (partiklar som innehåller elektroner). En baryon-dominerad explosion skulle producera fler röntgenstrålar, och en lepton-dominerad sprängning skulle producera fler gammastrålar. Detta beror på att baryonerna rör sig långsammare än leptoner; och långsammare rörlig materia skulle göra en mjukare (lägre energi) bristning i alla vinklar.
Enligt Dr. Stanford Woosley är supernova / gamma-ray burst-anslutningen detta: När en massiv stjärna tar slut från kärnbränsle, kommer dess kärna att kollapsa, men utan att stjärnens yttre del vet. Ett svart hål bildas inuti omgiven av en skiva med anslutande materia, och inom några sekunder lanserar detta en stråle av materia bort från det svarta hålet som i slutändan får gammastrålen att brista. Strålen tränger igenom det yttre skalet på stjärnan cirka nio sekunder efter skapandet. Materialstrålen, i samband med kraftiga vindar av nyligen smidd radioaktiv nickel-56 som blåser av skivan inuti, splitter stjärnan inom några sekunder. Denna krossning representerar supernovahändelsen och mängden radioaktiv nickel-56 ger sin ljusstyrka. Från vår utsiktspunkt kommer vi dock inte att se supernovaen förrän cirka två veckor efter gammastrålen, eftersom regionen är omsluten av gas och damm och blockerar ljus.
Originalkälla: NASA News Release
