Tajemnica zaginionych błysków gamma

Tajemnica zaginionych błysków gamma

22.10.2008

Błyski gamma są zdecydowanie najjaśniejszymi i najpotężniejszymi eksplozjami w całym Wszechświecie ustępując jedynie Wielkiemu Wybuchowi. Naukowcy jednak natrafili na zagadkę – wygląda na to, że część z nich zaginęła. Jasność pojedynczego błysku gamma (GRB) może z łatwością przewyższyć jasność całej galaktyki zawierającej miliardy gwiazd. Potężne teleskopy są w stanie zobaczyć je przez „szerokość” całego Wszechświata. A ponieważ wraz z tym, im dalej zaglądamy w kosmos, tym głębiej w przeszłość spoglądamy astronomowie powinni widzieć błysk GRB z czasów kiedy powstały pierwsze gwiazdy po Wielkim Wybuchu. Ale nie widzą ich. Błyski gamma z tej wczesnej epoki zdają się nie istnieć, a to stanowi zagadkę, odpowiedź na którą astronomowie chcieliby poznać.

 

    Częścią problemu jest to, że profil błysku gamma zostaje rozciągnięty wraz z ekspansją Wszechświata zatem trudniej jest go rozpoznać jako GRB

Lynn Cominsky

„To jedno z najważniejszych pytań w środowisku badającym błyski gamma „- mówi astrofizyk Neil Gehrels z Centrum Lotów Kosmicznych NASA Goddard SFC. -” To coś o czym dużo będziemy dzisiaj dyskutować podczas Sympozjum poświęconemu błyskom gamma.”

Gehrels wraz z około 100 naukowców z 25 krajów spotykają się na 6. sympozjum Huntsville Gamma-Ray Burs Symposium w Alabamie. Zaginione błyski są jednym z najważniejszych tematów planowanych dyskusji – choć jeszcze do niedawna astronomowie spierali się nad kwestią bardziej fundamentalną: czym są błyski gamma. Te niezwykłe zjawiska obserwowano od lat 60. zeszłego wieku, jednak nikt nie potrafił wyobrazić sobie wystarczająco potężnego zjawiska, które byłoby w stanie dostarczyć energii tym nieprawdopodobnym eksplozjom.

Obecnie najpowszechniej akceptowaną teorię zaproponował Stan Woosley, astrofizyk z Uniwersytetu Kalifornia w San Diego. Według niego gdy młode, wyjątkowo masywne gwiazdy o niskiej mataliczności zapadają się pod własnym ciężarem aby utworzyć czarną dziurę, ruch wirowy gwiazdy wysyła skolimowane strugi energii eksplozji z okolic biegunowych. Jeżeli jeden z tych dżetów jest skierowany w stronę Ziemi obserwujemy błysk gamma. Koncentracja energii w wąskim dżecie powoduje, że GRB jest obserwowany jako niezwykle jasne zjawisko.

Model „kolapsara” zaproponowany przez Stana Woosleya wyjaśnia proces odpowiedzialny za powstanie długich błysków gamma. Proces, w którym powstają krótkie GRB jest nadal nieznany.

Pierwsze fale formacji gwiazd po Wielkim Wybuchu powinny były stworzyć wiele super masywnych gwiazd o niskiej metaliczności, gotowych do zapadnięcia się. Zatem błyski gamma z tego okresu powinny być powszechne. Ale nie są.

Jedną z możliwych odpowiedzi jest… że wcale nie zaginęły. „Częścią problemu jest to, że profil błysku gamma zostaje rozciągnięty wraz z ekspansją Wszechświata zatem trudniej jest go rozpoznać jako GRB „- wyjaśnia Lynn Cominsky z Uniwersytetu Stanowego Sonoma. -” Te błyski mogą być obecne, ale nie potrafimy ich zauważyć.”

Dodatkowym problem jest poświata – gasnąca chmura pyłu, która dostarcza znaczącej części informacji na temat samego błysku – przede wszystkim jego odległości. -” Poświata z najdalszych błysków GRB może być zbyt daleko przesunięta ku podczerwieni aby obecna generacja teleskopów była w stanie ją zaobserwować „- dodaje Lynn Cominsky. Przesunięcie ku podczerwieni to opus jak bardzo fala światła jest rozciągana podczas podróży przez rozszerzający się Wszechświat. Im dalej znajduje się źródło, tym bardziej fala zostaje rozciągnięta i tym większe jest przesunięcie ku podczerwieni. Jeszcze do niedawna największe przesunięcie ku podczerwieni zaobserwowane dla błysku gamma wynosiło 6,3. W zeszłym miesiącu Gehrels z naukowcami wykorzystującymi teleskop orbitalny NASA Swift odnalazł błysk gamma  o współczynniku przesunięcia wynoszącym 6,7 – odpowiadającemu odległości 12,8 miliarda lat świetlnych.

„Analizy teoretyczne przewidują istnienie błysków gamma o przesunięciu ku podczerwieni rzędu 10 do 20, ale na razie zatrzymaliśmy się na 6,7” – mówi Cominsky.

Świetliste poświaty tak odległych błysków byłyby przesunięte w podczerwień. „Obecnie trwają intensywne prace by wykonać tego typu obserwacje w podczerwieni” – mówi Gehrels, jednak póki co trudno powiedzieć czy GRB o przesunięciu ku podczerwieni przekraczającym 7 jest bliski odkrycia czy też nie. W miarę rozwoju teleskopów podczerwonych naukowcy powinni za jakiś czas być w stanie zmierzyć odległość do błysków gamma z współczynnikami przesunięcia przekraczającymi 7 – o ile takie istnieją. Problem wróci – gdy okaże się, że faktycznie błyski te zaginęły. „To by nas nauczyło czegoś niezwykłego na temat Wszechświata „- dodaje Gehrels.

Źródło:

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *