Gamma záblesky (GRB) sú jedným z prejavov najväčších explózií, ktoré sa od Veľkého tresku vo vesmíre objavujú. Detegujú ich družice citlivé na vysokoenergetické gamma žiarenia, ktoré neprechádza zemskou atmosférou, a potom sú pozorované na dlhších vlnových dĺžkach pomocou ďalekohľadov ako na orbite, tak na Zemi.
Záblesky gamma trvajú obvykle len niekoľko sekúnd, ale vo veľmi výnimočných situáciách i hodiny [1]. Jeden taký záblesk s veľmi dlhým trvaním bol nameraný družicou Swift 9.12.2011 a pomenovaný GRB 111209A. Jedná sa o jeden z najdlhších a najjasnejších zábleskov, ktorý kedy bol pozorovaný.
Dosvit tohto záblesku v optickej a infračervenej oblasti bol pozorovaný kamerou GROND na 2,2-metrovom ďalekohľade MPG / ESO na observatóriu La Silla a zariadením X-shooter na VLT (Very Large Telescope) na Paranal. Pozorovania jasne ukázali existenciu supernovy, neskôr nazvanej SN 2011 kl. Je to prvýkrát, čo bola preukázaná súvislosť medzi supernovou a zábleskom gama s veľmi dlhým trvaním [2].
Hlavný autor nového vedeckého článku, Jochen Greiner z Ústavu Maxa Plancka pre extraterestrickou fyziku v Garchingu, vysvetľuje: "Jeden gamma záblesk pripadá na 10 000-100 000 supernov, takže hviezda, ktorá takto vybuchla, musela byť niečím špeciálna. Astronómovia predpokladali, že gamma záblesky pochádzajú od veľmi hmotných hviezd - päťdesiatkrát hmotnejších ako Slnko - a znamenajú vznik čiernej diery. Ale naše nové pozorovania supernovy SN 2011kl, spojené so zábleskom GRB 111209A, menia tento model pre záblesky s veľmi dlhým trvaním. "
V bežnom scenári pre kolaps masívnej hviezdy (tiež známy ako kolapsar) pochádza optický a infračervený dosvit trvajúci asi týždeň z rozpadu rádioaktívneho niklu 56, ktorý vznikol pri explózii [3]. Ale v prípade GRB 111209A preukázali pozorovania z GRONDu a VLT, že to tentoraz (a prvýkrát, čo vieme) takto byť nemôže [4]. Iné návrhy boli tiež odmietnuté [5].
Jediné vysvetlenie, ktoré sa hodilo na pozorovaní supernovy po gama záblesku GRB 111209A, je silové pole magnetarov - malej neutrónovej hviezdy, ktorá sa otáča niekoľko stokrát za sekundu a má magnetické pole oveľa silnejší, než bežné neutrónové hviezdy (teda pulzary [6] pozorované v rádiovej oblasti spektra). Magnetary sú považované za najmagnetickejšie objekty v známom vesmíre. A prvýkrát sme boli schopní preukázať vzťah medzi supernovou a magnetarom.
Paolo Mazzali, spoluautor štúdie, poukazuje na dôležitosť nových poznatkov: "Nové výsledky poskytujú silný dôkaz pre neočakávaný vzťah medzi záblesky gamma, veľmi jasnými supernovami a magnetarmi. O niektorých týchto vzťahoch sa na teoeretickej úrovni špekulovalo už niekoľko rokov, ale spojiť to všetko dohromady je vzrušujúci vývoj situácie. "
"Prípad SN 2011kl a GRB 111209A nás núti pridať alternatívu ku scénaru kolapsarov. Tým sa dostávame oveľa bližšie k novému a jasnejšiemu obrázku fungovania gamma zábleskov," zhŕňa Jochen Greiner.
Poznámky
[1] Bežné záblesky gamma s dlhým trvaním trvajú medzi 2 a 2000 sekundami. Dnes sú známe štyri záblesky s veľmi dlhým trvaním (10 000 - 25 000 s). Existuje aj separátna skupina gamma zábleskov s krátkym trvaním, ktorá zrejme vzniká iným mechanizmom.
[2] Vzťah medzi supernovami a (normálnymi) zábleskami s dlhým trvaním sa vytvoril v roku 1998, hlavne vďaka pozorovaniu supernovy SN 1998bw z observatórií ESO, a potvrdil sa v roku 2003 zábleskom GRB 030329.
[3] Zdrojom energie samotného gamma záblesku sú pravdepodobne relativistické výtrysky vytvárané pri dopade materiálu z hviezdy na centrálny kompaktný objekt cez horúci a hustý akréčny disk.
[4] Množstvo niklu 56 namerané v supernove zariadením GROND je príliš veľké, než aby bolo v zhode so silným ultrafialovým žiarením pozorovaným pomocou prístroja X-shooter.
[5] Ďalšie navrhované zdroje energie pre veľmi svietivé supernovy sú interakcie rázových vĺn s okolitým materiálom (to by súviselo s hviezdnym materiálom vyvrhnutým pred explóziou) alebo modrý nadobor ako pôvodná hviezda. V prípade SN 2011kl pozorovania vylučujú obe tieto možnosti.
[6] Pulzary sú najbežnejšou triedou pozorovateľných neutrónových hviezd, ale okolo magnetarov by malo existovať magnetické pole 100 až 1000-krát silnejšie ako je pri pulzaroch.
Ďalšie informácie:
Výskum je popísaný vo vedeckom článku "A very luminous magnetar-powered supernova associated with an ultra-long gamma-ray burst", autori J. Greiner et al., Ktorý bol publikovaný v časopise Nature 9.7.2015.
Zdroj: Tlačová správa ESO
Vedecký článok si môžete prečítať tu.
Toto je preklad tlačovej správy ESO eso1527. Eson - Eson (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníkov z jednotlivých členských krajín ESO, ktorých úlohou je slúžiť ako kontaktné osoby pre lokálne médiá.
Zoznam kontaktných osôb nájdete v tlačovej správe.