En gammastrålning som upptäcktes av ESA: s integrala gammastråleobservatorium den 3 december 2003 har studerats noggrant i månader av en armada av rymden och markbaserade observatorier. Astronomer har nu kommit fram till att denna händelse, kallad GRB 031203, är den närmaste kosmiska gammastrålningen på skivan, men också den svagaste. Detta antyder också att en hel population av subenergiska gammastrålar hittills har obemärkt ...
Kosmiska gamma-ray bursts (GRBs) är blixtar av gammastrålar som kan pågå från mindre än en sekund till några minuter och uppträda på slumpmässiga positioner på himlen. En stor del av dem tros resultera när ett svart hål skapas från en döende stjärna i en avlägsen galax. Astronomer tror att en het skiva som omger det svarta hålet, gjord av gas och materia som faller på det, på något sätt avger en energisk stråle parallell med rotationsaxeln.
Enligt den enklaste bilden bör alla GRB: n emittera liknande mängder gammastrålenergi. Fraktionen av den som detekteras på jorden bör då bero på "bredden" (öppningsvinkeln) och orientering av strålen såväl som på avståndet. Den mottagna energin bör vara större när strålen är smal eller pekar mot oss och mindre när strålen är bred eller pekar bort från oss. Nya uppgifter som samlats in med ESA: s högenergiobservatorier, Integral och XMM-Newton, visar nu att denna bild inte är så tydlig och att mängden energi som släpps ut av GRB kan variera avsevärt. "Tanken på att alla GRB: er spottar ut samma mängd gammastrålar, eller att de är" standardljus "som vi kallar dem, utesluts helt enkelt av de nya uppgifterna," säger Dr Sergey Sazonov, från Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Moskva (Ryssland) och Max-Planck Institute for Astrophysics, Garching nära München (Tyskland).
Sazonov och ett internationellt team av forskare studerade GRB upptäckt av Integral den 3 december 2003 och gav kodenamnet GRB 031203. Inom ett rekord 18 sekunder efter bristningen hade Integral Burst Alert System fastställt den ungefärliga positionen för GRB 031203 i himlen och skickade informationen till ett nätverk av observatorier runt om i världen. Några timmar senare bestämde en av dem, ESAs XMM-Newton, en mycket mer exakt position för GRB 031203 och upptäckte en snabbt blekande röntgenkälla, som senare sågs av radio och optiska teleskoper på marken.
Denna rikedom av data gjorde det möjligt för astronomer att bestämma att GRB 031203 gick i en galax mindre än 1300 miljoner ljusår bort, vilket gör den till den närmaste GRB som någonsin har observerats. Trots detta var det sätt på vilket GRB 031203 dimmade med tiden och fördelningen av dess energi inte annorlunda från de långa GRB: erna. Då började forskare att inse att begreppet "standardljuset" inte kanske gäller. "Att vara så nära bör göra att GRB 031203 verkar mycket ljust, men mängden gammastrålar som mäts av Integral är ungefär tusen gånger mindre än vad vi normalt skulle förvänta oss av en GRB," sade Sazonov.
En explosion av gammastrålar som observerades 1998 i en närmare galax verkade ännu svagare, ungefär hundra gånger mindre ljus än GRB 031203. Astronomer kunde emellertid inte slutgiltigt säga huruvida det var en äkta GRB eftersom huvuddelen av dess energi utsändes främst som Röntgenstrålar istället för gammastrålar. Arbetet i Sazonovs team på GRB 031203 antyder nu att det i själva verket kan försvaga GRB: er.
Ett team av amerikanska astronomer, koordinerat av Alicia Soderberg från California Institute of Technology, Pasadena (USA), studerade 'efterglödet' av GRB 031203 och gav ytterligare stöd till denna slutsats. Efterglödet, som släpps ut när en GRB: s sprängvåg chockar det diffusa mediet runt det, kan pågå veckor eller månader och gradvis blekna bort. Med hjälp av NASA: s Chandra röntgenobservatorium såg Soderberg och hennes team att efterglödets röntgenstråle var ungefär tusen gånger svagare än för typiska avlägsna GRB. Teamets observationer med Very Large Array-teleskopet från National Radio Astronomy Observatory i Socorro (USA) avslöjade också en källdimmer än vanligt.
Sazonov och Soderberg förklarar att deras team letade noggrant efter tecken på att GRB 031203 kunde lutas på ett sådant sätt att större delen av sin energi skulle undgå Integrals upptäckt. Men som Sazonov sa, "det faktum att det mesta av den energi som vi ser släpps ut i gammastråldomänen, snarare än i röntgenstrålarna, betyder att vi ser strålen nästan på axeln." Det är därför osannolikt att mycket av dess energiproduktion kan bli obemärkt.
Denna upptäckt antyder att det finns en ny population av GRB mycket närmare men också dimmare än majoriteten av de hittills kända, som är mycket energiska men avlägsna. Objekt av denna typ kan också vara mycket många och därmed ge mer frekventa skurar.
Huvuddelen av denna befolkning har hittills undgått vår uppmärksamhet eftersom den ligger vid gränsen för detektering med tidigare och nuvarande instrument. Integral kan dock vara tillräckligt känslig för att avslöja några fler av dem under de kommande åren. Dessa kan bara vara toppen av isberget och framtida gammastråleobservatorier, såsom det planerade NASA: s Swift-uppdrag, borde kunna utvidga denna sökning till en mycket större volym av universum och hitta många fler subenergiska GRB: er.
Originalkälla: ESA News Release
