Zaporedje zvezd zvezd, ki se konča s tvorbo črne luknje. Kreditna slika: Nicolle Rager Fuller / NSF Klikni za povečavo
Le nekaj sto milijonov let po velikem udaru je množična zvezda izčrpala svoje gorivo, se zrušila kot črna luknja in eksplodirala, ko je razstrelil gama žarki. Sevanje iz tega katastrofalnega dogodka je šele zdaj doseglo Zemljo in astronomi ga uporabljajo za poglede nazaj do najzgodnejših trenutkov vesolja. Nasino, imenovano GRB 050904, je NASA-in satelit Swift opazil 4. septembra 2005. Ena nenavadna stvar tega snemanja je ta, da je trajal 500 sekund - večina jih je končala v delčku tega časa.
Prišla je z roba vidnega vesolja, najbolj oddaljene eksplozije, ki je bila kdajkoli zaznana.
Znanstveniki univerze Penn State in njihovi ameriški sodelavci in evropski sodelavci v tokratni oddaji Nature razpravljajo o tem, kako je bila ta eksplozija, odkrita 4. septembra 2005, posledica velikega zvezda, ki je padel v črno luknjo.
Eksplozija, imenovana eksplozija gama žarkov, izvira iz obdobja kmalu po nastanku zvezd in galaksij, približno 500 milijonov do 1 milijarde let po velikem udaru. Vesolje je danes staro 13,7 milijard let, zato septembrski razpok služi kot sonda za preučevanje pogojev zgodnjega vesolja.
"To je bila množična zvezda, ki je živela hitro in umrla mlada," je dejal David Burrows, višji znanstvenik in profesor astronomije in astrofizike pri Penn Stateu, soavtor enega od treh poročil o tej eksploziji, objavljenih ta teden v Natureu. "Ta zvezda se je verjetno precej razlikovala od vrste, ki jo vidimo danes, tipa, ki bi lahko obstajal le v zgodnjem vesolju."
Nasino, imenovano GRB 050904 po datumu, ko je bila opažena, je zaznal NASA-in satelit Swift, ki ga upravlja Penn State. Swift je dal koordinate razpoka, tako da so lahko drugi sateliti in zemeljski teleskopi opazovali rafal. Ponovi navadno trajajo le 10 sekund, vendar bo naknadni sij ostal nekaj dni.
GRB 050904 izvira 13 milijard svetlobnih let od Zemlje, kar pomeni, da se je zgodilo pred 13 milijardami let, ker je trajalo toliko časa, da je svetloba dosegla nas. Znanstveniki so odkrili le nekaj predmetov, oddaljenih več kot 12 milijard svetlobnih let, zato je počilo izredno pomembno pri razumevanju vesolja zunaj dosega največjih teleskopov.
"Ker je bil razpon svetlejši od milijarde sončnih žarkov, bi ga številni teleskopi lahko proučevali celo s tako velike razdalje," je dejal Burrows, čigar analiza se osredotoča predvsem na Swiftove podatke iz treh teleskopov, ki pokrivajo paleto gama-žarkov, rentgenskih žarkov in ultravijolične / optične valovne dolžine. Burrows je vodilni znanstvenik Swiftovega rentgenskega teleskopa.
Ekipa Swift je v GRB 050904. našla več edinstvenih lastnosti. Počil je bil dolgotrajen približno 500 sekund - zadnji del eksplozije pa je pokazal več prask. Te značilnosti pomenijo, da se novo nastala črna luknja ni oblikovala v trenutku, kot so mislili nekateri znanstveniki, temveč je šlo za daljši, kaotični dogodek.
Bližje eksplozije gama-žarkov nimajo toliko žgečkljivosti, kar pomeni, da so se najstarejše črne luknje morda oblikovale drugače kot tiste v sodobni dobi, je dejal Burrows. Razlika je lahko v tem, da so bile prve zvezde bolj množične od sodobnih. Lahko pa je posledica okolja zgodnjega vesolja, ko so prve zvezde začele pretvoriti vodik in helij (nastala v velikem udaru) v težje elemente.
Podatki iz zemeljskih teleskopov GRB 050904 kažejo namige na novo kovane težje elemente. To odkritje je predmet drugega članka o naravi japonske skupine pod vodstvom Nobuyuki Kawai na tokijskem tehnološkem inštitutu.
GRB 050904 je tudi pokazal časovno dilatacijo, ki je posledica velikega širjenja vesolja v 13 milijard letih, ko je potrebovala svetloba, da smo dosegli nas na Zemlji. Posledica tega dilatacije je svetloba videti veliko bolj rdeča kot takrat, ko je bila izpuščena, in tudi spreminja naše dojemanje časa v primerjavi z notranjo uro rafala.
Ti dejavniki so delovali v korist znanstvenikov. Skupina Penn State je Swiftove inštrumente naletela približno 2 minuti po začetku dogodka. Vendar se je rafal razvijal, kot da je bil v počasnem gibanju in je bil le približno 23 sekund. Znanstveniki so tako lahko že v zelo zgodnji fazi videli praske.
Na večji razdalji so odkrili le še en predmet - kvazar. Kljub temu, da so kvazarji supermasivne črne luknje, ki vsebujejo maso milijard zvezd, ta praska izvira iz ene same zvezde. Zaznavanje GRB 050904 potrjuje, da so se ogromne zvezde zmešale z najstarejšimi kvazarji. Potrjuje tudi, da je mogoče še več eksplozij oddaljenih zvezd - morda od prvih zvezd, pravijo teoretiki -, preučiti s kombinacijo opazovanj s Swiftom in drugimi teleskopi svetovnega razreda.
"Swift smo zasnovali tako, da bi iskal rahle eksplozije, ki prihajajo z roba vesolja," je dejal Neil Gehrels iz NASA Goddard centra za vesoljske polete v Greenbeltu, Maryland, glavni preiskovalec Swifta. "Zdaj imamo enega in to je fascinantno. Prvič lahko o posameznih zvezdah spoznamo že od blizu začetka. Zagotovo jih je še veliko več. "
Swift je bil predstavljen novembra 2004, v celoti pa je začel delovati januarja 2005. Swift ima tri glavne instrumente: teleskop opozorilnega pada, rentgenski teleskop in ultravijolični / optični teleskop. Swiftov detektor gama žarkov, teleskop burst Alert, ki zagotavlja hitro začetno lokacijo, je zgradil predvsem NASA Goddard Center za vesoljske polete v Greenbeltu in Nacionalni laboratorij v Los Alamosu, izdelan pa je bil pri GSFC. Swiftov rentgenski teleskop in UV / optični teleskop sta razvila in zgradila mednarodne ekipe pod vodstvom Penn Statea in v veliki meri izkoristila izkušnje vsake institucije s prejšnjimi vesoljskimi misijami. Rentgenski teleskop je bil rezultat sodelovanja države Penn z Univerzo v Leicesterju v Angliji in astronomskim opazovalnikom Brera v Italiji. Ultravijolični / optični teleskop je bil rezultat sodelovanja države Penn z vesoljskim znanstvenim laboratorijem Mullard na University College-London. Ti trije teleskopi omogočajo Swiftu skoraj takojšnje spremljanje večine razpokov gama-žarkov, ker se Swift lahko tako hitro vrti, da usmeri proti izvoru signala gama-žarkov.
Izvirni vir: PSU News Release
