Międzynarodowy zespół skatalogował ponad 500 rozbłysków gamma (GRB), co dorównuje historycznemu katalogowi głębokiego nieba autorstwa Charlesa Messiera.
GRB, najpotężniejsze eksplozje we wszechświecie, mogą potencjalnie zakłócić atmosferę ziemską, jeśli wystąpią w pobliżu. Prace katalogujące, prowadzone pod kierunkiem profesor Marii Giovanna Dainotti, pomagają rozszyfrować historię wszechświata i pogłębiają naszą wiedzę o zjawiskach kosmicznych. Badania pokazują, że niektóre GRB pozostają niezmienione w czasie, co podważa obecne teorie ewolucji kosmicznej.
Rozbłyski promieniowania gamma (GRB)
W ramach ogromnego globalnego wysiłku, tak szeroko zakrojonego, że „rywalizuje z katalogiem obiektów głębokiego nieba stworzonych przez Messiera 250 lat temu” – twierdzą astronomowie, zarejestrowano setki rozbłysków gamma (GRB).
GRB to najgwałtowniejsze eksplozje we Wszechświecie, uwalniające więcej energii niż Słońce w ciągu 10 miliardów lat. Występują, gdy umiera masywna gwiazda lub łączą się dwie gwiazdy neutronowe.
Eksplozje są tak potężne, że gdyby wybuchły w odległości 1000 lat świetlnych od Ziemi – co według przewidywań zdarza się co 500 milionów lat – wybuch promieniowania mógłby uszkodzić naszą warstwę ozonową i mieć niszczycielskie konsekwencje dla życia. Jednak szanse na wystąpienie takiego zdarzenia w najbliższym czasie są niezwykle niskie.
Spostrzeżenia historyczne z GRB
Zaobserwowane po raz pierwszy prawie sześć dekad temu, GRB mogą również pomóc nam lepiej zrozumieć historię naszego Wszechświata, od jego najwcześniejszych gwiazd po jego dzisiejszy wygląd.
Najnowsze badania zarejestrowały 535 GRB – z których najbliższy znajdował się 77 milionów lat świetlnych od Ziemi – z 455 teleskopów i instrumentów na całym świecie.
Kierowała nim profesor Maria Giovanna Dainotti z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii i została niedawno opublikowana w czasopiśmie Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
Naukowcy porównali swoją kolekcję do 110 obiektów głębokiego nieba skatalogowanych w XVIII wieku przez francuskiego astronoma Charlesa Messiera. Do dziś katalog zapewnia astronomom – zarówno zawodowym, jak i amatorom – szeroką gamę łatwych do znalezienia obiektów na nocnym niebie.
Ta animacja modeluje rozbłysk gamma o nazwie GRB 080319B, wykryty przez NASAsatelita Swift w 2008 roku. Pokazuje strumienie cząstek i promieniowanie gamma emitowane w przeciwnych kierunkach, gdy masywna gwiazda zapada się, najpierw wąska wiązka (biała), a następnie szersza (fioletowa). Źródło: NASA/Swift/Cruz deWilde
„Nasze badania pogłębiają naszą wiedzę na temat tych enigmatycznych kosmicznych eksplozji i ukazują wspólny wysiłek między narodami” – powiedział profesor Dainotti.
„Rezultatem jest katalog podobny do tego, który stworzył Messier 250 lat temu i który klasyfikował obserwowalne wówczas obiekty głębokiego nieba”.
Został on okrzyknięty przez współautora, profesora Alana Watsona z Narodowego Uniwersytetu Autonomicznego Meksyku, „wspaniałym źródłem”, które może pomóc „przesunąć granice naszej wiedzy do przodu”.
Profesorowie Watson i Dainotti byli częścią zespołu ponad 50 naukowców, który szczegółowo badał, w jaki sposób światło GRB dociera do Ziemi w ciągu kilku tygodni, a w niektórych przypadkach nawet miesięcy po eksplozji. W rezultacie, jak twierdzą, powstał największy jak dotąd katalog GRB obserwowanych w zakresie długości fali optycznej i na zmierzonych odległościach.
Zawiera 64 813 obserwacji fotometrycznych zebranych na przestrzeni 26 lat, ze znaczącym udziałem satelitów Swift, kamery RATIR i Teleskopu Subaru.
Stabilność i zmiany w GRB
Zespół uznał za szczególnie interesujące w swoich odkryciach fakt, że prawie jedna trzecia zarejestrowanych GRB (28 procent) nie zmieniła się ani nie ewoluowała w miarę przemieszczania się światła z eksplozji przez kosmos.
Współautorka dr Rosa Becerra z Uniwersytetu Tor Vergata w Rzymie stwierdziła, że sugeruje to, że niektóre z najnowszych GRB zachowują się dokładnie w taki sam sposób, jak te, które miały miejsce miliardy lat temu.
Takie odkrycie stoi w sprzeczności z ogólnym obrazem powszechnie obserwowanym we Wszechświecie, gdzie obiekty stale ewoluowały od Wielki Wybuch.
Profesor Dainotti dodał: „Zjawisko to może wskazywać na bardzo osobliwy mechanizm zachodzących eksplozji, co sugeruje, że gwiazdy powiązane z GRB są bardziej prymitywne niż te, które powstały niedawno.
„Jednak hipoteza ta nadal wymaga dalszych badań”.
Z drugiej strony, w przypadku kilku GRB, w przypadku których ewolucja optyczna odpowiada ewolucji promieniowania rentgenowskiego, możliwe jest prostsze wyjaśnienie.
„W szczególności obserwujemy rozwój osocze złożone z elektronów i pozytonów, które z czasem stygną i niczym gorący żelazny pręt emitujący w miarę stygnięcia coraz bardziej czerwone światło, rzeczywiście widzimy zmianę mechanizmu emisji” – powiedział inny badacz, profesor Bruce Gendre z Uniwersytetu Wysp Dziewiczych .
„W tym przypadku mechanizm ten można powiązać z energią magnetyczną, która napędza te zjawiska”.
Zaproszenie do współpracy
Naukowcy chcą teraz, aby społeczność astronomiczna pomogła w dalszym rozwijaniu kompilacji GRB. Udostępnili dane w sposób przyjazny dla użytkownika aplikacja internetowa i wezwali innych, aby uzupełnili tę wiedzę, najlepiej dzieląc się ustaleniami w tym samym formacie.
„Przyjęcie ustandaryzowanego formatu i jednostek, potencjalnie powiązanych z protokołami Międzynarodowego Sojuszu Obserwatorium Wirtualnego, poprawi spójność i dostępność danych w tej dziedzinie” – powiedział profesor Gendre.
„Po zabezpieczeniu danych zostaną przeprowadzone dodatkowe badania populacyjne, które zaowocują nowymi odkryciami w oparciu o analizę statystyczną bieżących prac”.
Odniesienie: „Katalog optycznych rozbłysków gamma ze zmierzonym przesunięciem ku czerwieni – I. Uwolnienie danych dotyczących 535 rozbłysków gamma i ewolucji kolorów”: MG Dainotti, B De Simone, RF Mohideen Malik, V Pasumarti, D Levine, N Saha, B Gendre, D Kido, AM Watson, RL Becerra, S Belkin, S Desai, ACC do ES Pedreira, U Das, L Li, SR Oates, SB Cenko, A Pozanenko, A Volnova, Y -D Hu, AJ Castro-Tirado, NB Orange, TJ Moriya, N Fraija, Y Niino, E Rinaldi, NR Butler, J d JG González, AS Kutyrev, WH Lee, X Prochaska, E Ramirez-Ruiz, M Richer, MH Siegel, K Misra, A Rossi, C Lopresti, U Quadri, L Strabla, N Ruocco, S Leonini, M Conti, P Rosi, LMT Ramirez, S Zola, I Jindal, R Kumar, L Chan, M Fuentes, G Lambiase, KK Kalinowski i W Jamal, 21 czerwca 2024 r. , Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
DOI: 10.1093/mnras/stae1484
