Набљудуваниот блесок во текот на смртта на масивна ѕвезда со брза реакција – потеклото на најмоќната експлозија во Вселената
Блесоци на гама-зрачење им помагаат на астрономите во барањето на веќе познатото прашање – како се појавуваат најмоќните експлозии во Вселената?
Камерата RATIR, прикачена за автоматски контролиран телескоп во Националната Астрономска Опсерваторија во Мексико. Заслуги: Nathaniel Butler/ASU
Во јуни 2016-та година тимот кој се состоел од 31 астроном од Универзитетот Мериленд и Универзитетот Аризона (САД), успеал да сними џиновска експлозија на масивна ѕвезда длабоко во Вслената.
Експлозијата на ѕвездата која се гаси за само 40 секунди развила толкава количина на енергија, со што на нашето Сонце за ова му треба цел животен век. При експлозијата, целата енергија била сконцентрирана во вид на гама-зрачење.
Ова откритие е објавено во научното списание „Nature“ и претставува јасен доказ во корист на еден од двата конкурентски модели кои го даваат одговорот на прашањето – како некој извор на гама-зрачење создава своја енергија?
Брза реакција на детектирани настани
Блесокот на гама-зрачење е детектиран од двe мисии на NASA: Фермиевата Гама-воздушна опсерваторија и Свифт Гама-воздушна мисија. Сателитските опсерватории детектирале блесок на Гама – зрачења и успеале да ја одредат положбата на изворот на зрачење, при што за само неколку секунди испратиле информации со помош на автоматските телескопи на Земјата.
MASTER – IRC Teida телескопот, кој се наоѓа на Канарските острови, прв го забележал изворот во период од само неколку минути по известувањето од страна на телескопот во орбитата. Овој телескоп е дел од Руската роботска телескопска MASTER мрежа, од кој еден е инсталиран и на Канарските острови. Телескопот направил набљудувања во оптичкиот домен, додека почетниот дел на активност во вселената сè уште траел и собрал податоци за поларизираната светлина во однос на целокупната детектирана светлина. По осум ипол часа, RATIR камерата која е во составот на ASU започнала исто вакво набљудување на изворот. Камерата RATIR (Reionization аnd Transients InfraRed) е монтирана на 1.5-метарскиот роботски телескоп на Мартир, на планината Сан Педро, во рамките на Мексиканската национална астрономска опсерваторија.
Најбрзата реакција на роботскиот телескоп е минута или две за да се постави на позицијата на изворот на блесокот. Во гореопишаната детекција, потребно било да се почека Сонцето да зајде зад хоризонтот. Тоа значи дека самиот блесок на Гама-зрачење е завршен, а тоа е набљудувано подоцна, всушност, е преостанатото зрачење по самиот блесок. Тоа е експлозијата во намалување на својот интензитет и претставува радијациски удар на меѓуѕвездената материја која ја опкружува експлодираната ѕвезда.
RATIR камерата им овозможува на астрономите во исто време да го снимаат изворот на шест различни бранови должини, односно две во оптичкиот и четири во блискиот инфрацрвен опсег. Во изминатите пет години, RATIR снимил вкупно 155 извори на гама-зрачење.
Чудни енергетски зраци
Иако за гама-зрачењата се знае веќе 50 години, прашањето за нивно настанување сè уште не е доволно разјаснето. Блесоците на гама-зрачење се детектираат приближно барем еднаш дневно, кратки се според траењето, но со голем интензитет во вид на нагло зголемување на интензитетот во споменатиот електромагнетен опсег. Зраците доаѓаат од различни правци од небото и траат неколку десетина милисекунди до една минута, што ги прави многу тешки за детално набљудување.
Астрономите претпоставуваат дека овие блесоци се во врска со појавите на суперновите. Кога ѕвездите со големи маси доаѓаат до крајот на својот животен век, тие се разнесуваат со џиновска експлозија. Суперновата отфрла еден дел надворешни слоеви, додека јадрото и останатите слоеви влегуваат во неутронската ѕвезда за само неколку секунди, или во црната дупка, доколку се работи за ѕвезда со многу голема маса.
Набљудувањата на RATIR камерата во неколкуте следни недели покажале дека во јуни 2016 г. гама-зрачењето потекнувало од простор со широчина од околку 2 степени или вкупно 4 дијаметри на Месечината, грубо споредено. Навистина е голема случајноста Земјата некако да лежи во правецот на поминувањето на зраците.
Насочениот ефект на зракот најверојатно настанал покрај движењето на црните дупки по експлозијата на суперновите и насочувањето на движењето на материјата долж нејзините магнетни полови.
RATIR камерата ја бележи појавата на снимање на интензитетот на заостанатото гама-зрачење по експлозијата на објектот (стрелката) во текот на блесокот (јуни, 2016 г.) во периодот од 26-ти јуни до 20-ти август 2016 г. Заслуги: Nathaniel Butler/ASU
Магнетно фокусирање
Се смета дека гама-зрачењето потекнува од високоенергетските електрони, исфрлени од местото на експлозија. Магнетните полиња мораат да бидат присутни и во врска со овие полиња и се поставуваат различни теории за нивното потекло, како и дискусија за нивната важност при делување на поголеми растојанија.
Клучот за утврдување на влијанието на магнетните полиња се наоѓа во мерењето на степенот на поларизацијата на зраците. Астрономите сметаат дека токму јачината на магнетните полиња доведува до фокусирање на зраците.
Мерењето на јачината на магнетните полиња преку поларизиран зрак помага да се откријат механизмите кои доведуваат до забрзување на електроните, сè до постигнување на многу високи енергии и појави на зрачење во опсег на гама-зраците.
Во случајот со забележаниот блесок во јуни 2016 г. научниците дошле до можност преку користење на телескопот MASTER да извршат мерење на поларизирани зраци во најраните моменти на нивното настанување, во што и за првпат и се успеало. Големиот измерен степен на поларизација укажува на тоа дека моќните магнетни полиња го фокусирале и насочиле зрачењето врз основа на гореопишаното истражување, па според тоа, се дошло до докази кои потврдуваат точност на магнетниот блесок на гама-зрачењето.
Иако има уште многу да се открие во врска со блесоците на гама-зрачењето, сепак научниците дошле до силни докази дека првите ударни бранови се, всушност, магнетно ориентирани.
Превод: Петар Ивановски
Извор: ASU Now
