Jasne kosmiczne eksplozje mogą ukazać dziwne międzygwiazdowe węzły

Rozbłyski promieniowania gamma to ogromne kosmiczne eksplozje, które są jednymi z najjaśniejszych i najbardziej energetycznych zjawisk we Wszechświecie. Ich jasność zmienia się w czasie, oświetlając głęboki kosmos niczym latarka świecąca w ciemnym pokoju. Przewiduje się, że intensywne promieniowanie emitowane z większości obserwowanych rozbłysków gamma jest uwalniane podczas wybuchu supernowej, gdy gwiazda imploduje tworząc gwiazdę neutronową lub czarną dziurę.

Powłoka materii otaczająca gwiazdę Eta Carinae. Źródło: Promieniowanie X: NASA/CXC; Ultrafiolet/Optyczne: NASA/STScI; Połączony obraz: NASA/ESA/N. Smith (University of Arizona), J. Morse (BoldlyGo Institute) i A. Pagan

W niedawno zaobserwowanym rozbłysku gamma o nazwie GRB 160203A, pozostałości po eksplozji zaczęły świecić znacznie jaśniej niż oczekiwano, zgodnie ze standardowymi modelami naukowymi, nawet kilka godzin po początkowym rozbłysku. Obecnie naukowcy uważają, że to „ponowne rozjaśnienie” było spowodowane rozbiciem głównego ciała przez powłoki materii wyrzuconej przez gwiazdę macierzystą, lub „węzłami” międzygwiazdowymi. Obie te teorie sugerują, że model standardowy rozbłysku promieniowania gamma musi zostać ponownie przeanalizowany, a być może otaczająca przestrzeń nie jest gładka i jednolita, jak pierwotnie przewidywano.

W swoim badaniu naukowcy zaczęli zbierać raporty z całego świata, które obserwowały wybuch promieniowania gamma, w tym z archiwów teleskopu badawczego Zadko. Dzięki starannej kalibracji danych z różnych źródeł i porównaniu jasności w czasie, naukowcy zidentyfikowali kluczowe cechy wybuchu w otaczającej galaktyce: indeks czasowy (jak szybko znika w czasie), indeks widmowy (ogólny kolor wybuchu) i ekstynkcję (ile światła jest pochłaniane przez materię pomiędzy nami a wybuchem). Jednym z zaskakujących odkryć było to, że galaktyka macierzysta wybuchu jest niezwykle gęsta – mniej więcej tak samo, jak nasza własna galaktyka, Droga Mleczna.

Następnym krokiem było sprawdzenie, jak i kiedy dane odbiegały od modelu. Dzięki dalszym obliczeniom naukowcy zidentyfikowali trzy interesujące okresy, które wskazywały na znaczące różnice jasności w porównaniu z przewidywaniami modelu. Chociaż trzeci okres był prawdopodobnie zbiegiem okoliczności, pierwszy i drugi były zbyt duże, aby je zignorować. Normalnie, ponowne rozjaśnienie jest spowodowane przez coś, co dzieje się z galaktyką macierzystą, jak nagłe zapadnięcie się w czarną dziurę; jednakże tego typu zdarzenia zazwyczaj mają miejsce w ciągu pierwszych kilku minut od rozbłysku gamma – w tym przypadku, pierwsze ponowne rozjaśnienie zaczęło się dopiero trzy godziny po początkowej eksplozji.

W związku z tym naukowcy postanowili rozszerzyć konwencjonalny model rozbłysków gamma, aby wyjaśnić to niezwykłe zdarzenie. Jedną z właściwości takich zdarzeń jest związek pomiędzy gęstością ośrodka a intensywnością promieniowania emitowanego przez rozbłysk. Co jest szczególnie przekonujące w tym wyjaśnieniu, to możliwość jego zastosowania w wielu kontekstach. Gdy gwiazdy przygotowują się do eksplozji w postaci supernowych i rozbłysków promieniowania gamma, wyrzucają swoje zewnętrzne powłoki do otaczającej je przestrzeni. W przypadku wybuchów, które nie pochodzą od supernowych, zmiany jasności mogą być wynikiem zaburzeń w ośrodku międzygwiazdowym. W obu przypadkach zmiana jasności daje nam nowe narzędzie do badania struktury odległej przestrzeni kosmicznej, a teraz naukowcy z niecierpliwością oczekują kolejnego wybuchu o podobnych właściwościach, aby przetestować swój nowy model.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Betelgeza jest mniejsza i bliższa niż początkowo sądzono

Odkryto drugą płaszczyznę Układu Słonecznego

Odkryto nową „skamieniałą galaktykę” zakopaną głęboko w Drodze Mlecznej