Po astronomu Andreju Levanu obstaja stara pregovorna preučitev razpokov gama žarkov: "Ko ste videli, da se en gama žarki počijo, ste videli ... le en gama žarki. Oni niso vse enako, "je dejal na novinarski konferenci 16. aprila, ko je govoril o odkritju zelo drugačne vrste GRB - vrste, ki ima nov dolgotrajen okus.
Tri od teh nenavadnih dolgotrajnih zvezdnih eksplozij so pred kratkim odkrili s satelitom Swift in drugimi mednarodnimi teleskopi, eden, poimenovan GRB 111209A, pa je najdaljši GRB, ki so ga kdaj opazili, s trajanjem najmanj 25.000 sekund ali približno 7 ur.
"Opazili smo najdaljši razpok gama žarkov v sodobni zgodovini in menimo, da je ta dogodek povzročil smrt modrega nadčloveka," je dejal Bruce Gendre, raziskovalec, ki je zdaj povezan s francoskim Nacionalnim centrom za znanstveno raziskovanje, ki je vodil to študijo, ko je bil v znanstveni podatkovni center italijanske vesoljske agencije v Frascatiju, Italija. "To je povzročilo najmočnejšo eksplozijo zvezd v novi zgodovini, verjetno pa tudi od velikega poka."
Astronomi so rekli, da ti trije GRB predstavljajo prej nepriznani razred teh zvezdnih eksplozij, ki izvirajo iz katastrofalnih smrti nadviških zvezd, stokrat večjih od našega Sonca. GRB so najbolj svetleče in najbolj skrivnostne eksplozije v vesolju. Eksplozije oddajajo sunke gama žarkov - najmočnejše oblike svetlobe - kot tudi rentgenske žarke in proizvajajo sledove, ki jih lahko opazujemo pri optični in radijski energiji.
Swift, teleskop Fermi in druga vesoljska plovila dnevno zaznajo približno en GRB. Vprašanja, zakaj te vrste GRB še niso odkrili, je Levan pojasnil, da je to novo vrsto težko najti zaradi tega, kako dolgo trajajo.
"Teleskopi z gama žarki običajno zaznajo hiter trnek in iščete razpoke - koliko gama žarkov prihaja z neba," je Levan povedal za Space Magazine. "Toda ti novi GRB-ji oddajajo energijo v daljšem časovnem obdobju, več kot 10.000 sekund namesto običajnih 100 sekund. Ker je razširjena, je težje opaziti, in šele odkar je Swift lansiran, imamo možnost sestaviti slike GBS-jev po nebu. Če želite zaznati to novo vrsto, morate sešteti vso svetlobo v daljšem časovnem obdobju. "
Levan je astronom na univerzi Warwick v Coventryju v Angliji.
Dodal je, da so bili ti dolgotrajni GRB verjetno bolj pogosti v preteklosti vesolja.
Tradicionalno so astronomi prepoznali dve vrsti GRB: kratko in dolgo, ki temelji na trajanju signala gama žarkov. Kratek izbruh traja dve sekundi ali manj in naj bi pomenil združitev kompaktnih predmetov v binarnem sistemu, pri čemer so najverjetneje osumljenci nevtronske zvezde in črne luknje. Dolgi GRB lahko trajajo od nekaj sekund do nekaj minut, običajno pa traja med 20 in 50 sekund. Domneva se, da so ti dogodki mnogokrat povezani z zlomom zvezde in s tem nastajanjem nove črne luknje.
"Gre za zelo naključen postopek in vsak GRB je videti zelo drugače," je dejal Levan na brifingu. "Vsi imajo vrsto trajanja in razpon energij. Potreben bo veliko večji vzorec, da bomo ugotovili, ali ima ta nov tip več zapletenosti kot običajni razpoki gama žarkov. "
Vsi GRB-ji sprožijo močne curke, ki zadevajo materijo s skoraj hitrostjo svetlobe v nasprotnih smereh. Medtem ko se medsebojno povezujejo s snovjo v zvezdi in okoli nje, curki proizvajajo pik visokoenergijske svetlobe.
Gendre in njegovi sodelavci so naredili podrobno študijo GRB 111209A, ki je izbruhnila 9. decembra 2011 z uporabo podatkov gama-žarkov iz Konusovega instrumenta na Nasinem vesoljskem plovilu, rentgenskih opazovanj Swifta in satelita Evropske vesoljske agencije XMM-Newton in optične podatke iz robotskega observatorija TAROT v Čilu La Silla. 7-urni rafal je daleč najdaljši GRB doslej.
Drugi dogodek, GRB 101225A, je eksplodiral 25. decembra 2010 in povzročil emisije z visoko energijo vsaj dve uri. Pozneje je bil vzdevek "božični počitek" razdalja dogodka neznana, zaradi česar sta dve ekipi prišli do radikalno različnih fizičnih interpretacij. Ena skupina je zaključila, da je eksplozijo povzročil asteroid ali komet, ki pade na nevtronsko zvezdo znotraj naše lastne galaksije. Druga skupina je ugotovila, da je bil porušitev rezultat združitve v eksotičnem binarnem sistemu, ki se nahaja približno 3,5 milijarde svetlobnih let.
"Zdaj vemo, da se je božični počitek zgodil veliko dlje, več kot na polovici opazovanega vesolja in je bil posledično veliko močnejši, kot so si zamislili ti raziskovalci," je dejal Levan.
Levan in njegova ekipa sta s pomočjo severnega teleskopa Gemini na Havajih pridobila spekter šibke galaksije, ki je gostila božični počitek. To je znanstvenikom omogočilo, da prepoznajo emisijske črte kisika in vodika in ugotovijo, koliko teh linij je bilo premaknjenih na nižje energije v primerjavi z njihovim pojavom v laboratoriju. Ta razlika, ki jo astronomi poznajo kot rdeč premik, postavlja pramen približno 7 milijard svetlobnih let.
Levanova ekipa je prav tako pregledala 111209A in novejši razpok 121027A, ki je eksplodiral 27. oktobra 2012. Vsi kažejo podobne rentgenske, ultravijolične in optične emisije in so nastali iz osrednjih regij kompaktnih galaksij, ki so aktivno tvorile zvezde. Astronomi so ugotovili, da vsi trije GRB predstavljajo novo vrsto GRB, ki ji pravijo "ultra dolgi" razpoki.
"Ultra dolgi GRB nastanejo iz zelo velikih zvezd," je dejal Levan, "morda tako velik kot orbita Jupitra. Ker material, ki pade na črno luknjo z roba zvezde, še bolj pade, je potrebno dlje, da pridete tja. Ker je treba priti dlje, dlje časa poganja curek in mu daje čas, da izstopi iz zvezde. "
Levan je dejal, da zvezde Wolf-Rayet najbolje ustrezajo opisu. "Rojeni so z več kot 25-kratno maso Sonca, vendar gorijo tako vroče, da odženejo svojo globoko, najbolj zunanjo plast vodika kot izliv, ki mu pravimo zvezdni veter," je dejal. Če odstranimo atmosfero zvezde, pustimo predmet, ki je dovolj masiven, da tvori črno luknjo, vendar dovolj majhen, da se lahko curki skozi delce, ki so značilni za dolge GRB, vrtajo do konca.
John Graham in Andrew Fruchter, oba astronoma iz Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop v Baltimoru, sta podala podrobnosti, da ta modri nadčlovek vsebuje relativno skromne količine elementov, težjih od helija, ki jih astronomi imenujejo kovine. To ustreza očitnemu delu sestavljanke, da se zdi, da imajo ti ultra dolgi GRB močno prednost pred okolji z nizko kovino, ki vsebujejo le elemente v sledeh, razen vodika in helija.
"Zelo trajni GRB-ji z visoko kovinostjo obstajajo, vendar so redki," je dejal Graham. "Pojavijo se približno pri 1/25. Stopnji (na enoto nastanka zvezde) dogodkov z nizko kovino. To je dobra novica za nas tukaj na Zemlji, saj je verjetnost, da se bo ta vrsta GRB spustila v naši lastni galaksiji, precej manjša, kot smo prej mislili. "
Astronomi so v torek razpravljali o svojih ugotovitvah na simpoziju razstreljevanja gama-žarkov Huntsville v Nashvillu v zvezni državi Tenn. Leta 2013, na srečanju, ki ga je delno sponzorirala Univerza Alabama v Huntsvilleu in NASA-jevi misiji Vesoljski in Fermi-gama-vesoljski teleskop. Ugotovitve Gendreja se pojavijo v 20. marcu izdaji časopisa The Astrophysical Journal.
Papir: "Ultra dolg gama-Ray Burst 111209A: Propad modrega supergienta?" B. Žanr in sod.
Papir: "Kovinska odbojnost LGRB-jev." J. F. Graham in A. S. Fruchter.
Viri: Telekonferenca, NASA, Univerza v Warwicku, CNRS
