ExplozieÎn data de 27 aprilie 2013 o explozie de lumină ce a provenit de la o stea aflată la finalul vieţii, aflată într-o galaxie îndepărtată, a atras atenţia astronomilor din întreaga lume. Explozia de raze gama denumită GRB 130427A reprezintă unul dintre cele mai luminoase evenimente de acest gen observate vreodată.

 

 

Un trio de sateliţi ai NASA care lucrează împreună cu telescoape robotizate terestre au observat detalii care nu au mai fost înregistrate niciodată în trecut şi care schimbă modul în care înţelegem din punct de vedere teoretic exploziile de raze gama.

„Ne aşteptăm să vedem un eveniment ca acesta doar o singură dată sau de două ori într-un secol, deci suntem norocoşi că el a avut loc într-un moment când noi avem telescoape spaţiale sensibile care au dotările necesare pentru a-l putea observa", a declarat Paul Hertz, director al Diviziei de Astrofizică a NASA din Washington.

Gaura neagra imagine explozie

În cel mai obişnuit tip de explozie de raze gama, ilustrat aici, o stea masivă aflată la finalul vieţii formează o gaură neagră (stânga) care emite un jet de particule în spaţiul cosmic. Spectrul luminos observat de astronomi se datorează gazelor fierbinţi de lângă gaura neagră, ciocnirilor din jet şi interacţiunii dintre jetul de particule cu mediul înconjurător. Credit imagine: NASA's Goddard Space Flight Center.

Exploziile de raze gama sunt cele mai luminoase din cosmos şi se crede că ele apar atunci când nucleul unei stele masive rămâne fără combustibil nuclear, se prăbuşeşte sub greutatea proprie şi formează o gaură neagră. Gaura neagră emite apoi jeturi de particule care trec prin stea şi erup în spaţiu având o viteză apropiată de viteza luminii.

Razele gama constituie cea mai energică formă de lumină. Se crede că materia fierbinte din jurul unei găuri negre nou apărute şi undele de şoc interne, care apar datorită ciocnirilor din jetul de particule, provoacă apariţia razelor gama având energii de milioane de electron-volţi (MeV), ceea ce reprezintă aproximativ o energie de 500.000 de ori mai mare decât energia luminii vizibile. Emisiile de raze gama cu cele mai mari energii, de miliarde de electron-volţi (GeV), se crede că apar atunci când jetul emis de gaura neagră se ciocneşte de mediul înconjurător şi formează o undă de şoc externă.

Gamma-ray Burst Monitor (GBM) aflat la bordul telescopului Fermi Gamma-ray Space Telescope al NASA a observat unda iniţială a razelor gama ce au provenit de la GRB 130427A nu mult după ora 3:47 AM EDT (Eastern Daylight Time), în data de 27 aprilie 2013. În primele sale trei secunde, „explozia monstru" s-a dovedit mai luminoasă decât orice explozie observată anterior.



„Rezultatele spectaculoase obţinute de Fermi GBM ne arată că modul, acceptat de marea majoritate a cercetătorilor din domeniu, în care am înţeles până acum mecanismul de emisie a razelor gama ce au energii de ordinul MeV, care s-a bazat pe existenţa undelor de şoc interne, este extrem de inadecvat", a declarat Rob Preece, membru în cadrul echipei Fermi din partea University of Alabama din Huntsville, cel care a condus studiul GBM.

Swift Gamma-ray Burst Mission a NASA a detectat explozia de raze gama aproape simultan cu GBM şi a retransmis rapid coordonatele acesteia către observatoarele terestre.



Telescoapele utilizate de Los Alamos National Laboratory din New Mexico, ca parte a proiectului Rapid Telescopes for Optical Response (RAPTOR), s-au orientat rapid către locul sursei de raze gama. Ele au detectat un fulger optic care a ajuns până la magnitudinea 7 pe scala astronomică a luminozităţii, putând fi uşor vizibil cu ajutorul unui binoclu. Într-un top al luminozităţii, el se află pe locul doi în rândul celor mai strălucitoare fulgere de lumină observate vreodată în urma unor explozii de raze gama.

În momentul atingerii vârfului de luminozitate, Large Area Telescope (LAT) al Fermi a detectat un vârf de intensitate al razelor gama a căror energie a ajuns la 95 GeV, fiind cea mai puternică lumină observată vreodată în urma unei explozii. Relaţia dintre emisia de lumină optică şi razele sale gama de mare energie au depăşit aşteptările astronomilor.

Inainte si dupa explozie

Aceste hărţi prezintă sursele de energii mai mari de 100 MeV, aşa cum au fost observate de către instrumentul LAT al Fermi. În stânga: imaginea cerului cu 3 ore înainte de explozia GRB 130427A. În dreapta: O imagine a cerului pentru o perioadă de 3 ore care se încheie cu 30 de minute după explozie. GRB 130427A a fost localizată în constelaţia Leul, în apropiere de frontiera acesteia cu Ursa Mare. Credit imagine: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration.

„Am crezut că lumina vizibilă a acestor fulgere se datorează unor şocuri interne, dar această explozie arată că ea trebuie să provină de la nişte şocuri externe care produc razele gama cu cea mai mare energie", a spus Sylvia Zhu, un membru al echipei Fermi de la University of Maryland.

LAT a detectat GRB 130427A pentru aproximativ 20 de ore, mult mai mult decât orice explozie anterioară. Pentru o explozie de raze gama, ea a fost relativ apropiată. Lumina ei a călătorit timp de 3,8 miliarde de ani înainte de a ajunge pe Pământ, aproape o treime din timpul corespunzător unor explozii obişnuite.

„Observaţiile detaliate ale lui Swift şi ale telescoapelor terestre arată în mod clar că GRB 130427A are proprietăţi mai degrabă similare unor explozii tipice îndepărtate decât unora aflate în apropiere", a spus Gianpiero Tagliaferri, un membru al echipei Swift de la Brera Observatory din Merate, Italia.

Imagine Swift

Telescopul Swift în raze X a obţinut această imagine în urma unei expuneri de 0,1 secunde a GRB 130427A la ora 3:50 AM EDT în data de 27 aprilie 2013, la numai câteva momente după ce Fermi şi Swift au detectat explozia. Credit imagine: NASA/Swift/Stefan Immler.

Acest extraordinar eveniment a permis celui mai nou observator al NASA în raze X, Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), să realizeze o primă detecţie a suflului unei explozii de mare energie constituită din raze X „grele" după mai mult de o zi. Împreună cu datele obţinute de Fermi LAT, aceste observaţii constituie o provocare la adresa predicţiilor consacrate cu privire la mecanismul apariţiei exploziilor de mare energie din Univers.

GRB 130427A a făcut obiectul a 5 lucrări publicate online în data de 21 noiembrie 2013. Patru dintre acestea au fost publicate de Science Express şi evidenţiază contribuţia importantă adusă de Fermi, Swift şi RAPTOR la această cercetare. Studiul NuSTAR a fost publicat de Astrophysical Journal Letters.

Fermi Gamma-ray Space Telescope al NASA reprezintă un parteneriat internaţional în domeniul astrofizicii şi al fizicii particulelor coordonat de Goddard Space Flight Center al NASA din Greenbelt, Maryland şi susţinut de Department of Energy's Office of Science al SUA. Goddard gestionează, de asemenea, misiunea Swift a NASA, care se desfăşoară în colaborare cu Pennsylvania State University şi partenerii internaţionali. Misiunea NuSTAR a NASA este condusă de California Institute of Technology şi este administrată de Jet Propulsion Laboratory al NASA, ambele aflate în ​​Pasadena şi prin contribuţia partenerilor internaţionali.



Traducere de Cristian-George Podariu după nasa-watershed-cosmic-blast-unique, cu acordul Phys.org.

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.