Astronomowie wyjaśnili zagadkę krótkich rozbłysków gamma

Dzięki kosmicznemu teleskopowi Hubble (HST) nastąpiło znaczne poszerzenie wiedzy na temat wielu zjawisk astronomicznych zachodzących we wszechświecie. Do listy odkryć można dopisać "kilonowę".

Najnowsze odkrycie dotyczy rozwiązania zagadki tzw. krótkich błysków gamma. Przez dekady astronomowie nie byli w stanie odpowiedzieć na pytanie, co powoduje krótkie rozbłyski na najbardziej energetycznych długościach fal elektromagnetycznych. Te rozbłyski, zwykle krótsze od około dwóch sekund, było bardzo trudno powiązać z jakimkolwiek "poblaskiem" na innych długościach fal, np. w zakresie widzialnym. Dzięki obserwacjom HST udało się połączyć krótki rozbłysk gamma z poświatą i zrozumieć naturę tych zjawisk. Odkrycie nazwano "kilonową".

Czym jest "kilonowa"? Dzięki HST astrofizycy wiedzą już, że te krótkie rozbłyski gamma to wynik zderzenia dwóch bardzo gęstych obiektów zwanych gwiazdami neutronowymi. Wiele gwiazd we Wszechświecie istnieje w układach podwójnych lub wielokrotnych i często ich ścieżka ewolucyjna przechodzi przez stadium gwiazdy neutronowej (np. dla masywnej gwiazdy, której "normalny" żywot zostanie zakończony supernową).

Dwie gwiazdy neutronowe, orbitujące wokół siebie po spirali, można porównać do swoistej "kosmicznej bomby zegarowej".  Pierwsza grafika w galerii tego artykułu prezentuje poszczególne etapy kolizji dwóch gwiazd neutronowych - punkt 1 przedstawia zbliżające się do siebie dwie gwiazdy neutronowe. Wreszcie, w ostatnich milisekundach tego zbliżania się po spirali, następuje krótki rozbłysk gamma. Dzieje się to, gdy dwie gwiazdy neutronowe łączą się ze sobą i następuje odrzut części materii, jej podgrzanie i emisja promieniowania gamma (punkt 2 grafiki). Następnie, trwa emisja na różnych długościach fal elektromagnetycznych, choć wydaje się, że zakres widzialny może być często blokowany przez wyrzuconą materię - można natomiast zaobserwować poświatę w podczerwieni (pkt. 3). Ostatnim etapem tego zjawiska jest utworzenie się dysku pyłowego wokół centralnego obiektu powstałego podczas kolizji gwiazd neutronowych - tym obiektem może być czarna dziura (pkt 4.).

Powyższy opis był jedynie modelem, który czekał na potwierdzenie. Sytuacja zmieniła się w czerwcu tego roku. Satelita Swift, "przeczesujący" niebo w poszukiwaniu rozbłysków gamma, wykrył błysk, który oznaczono GRB 130603B. Ten błysk zarejestrowano 3 czerwca. Kilka dni później, 13 czerwca, HST zaobserwował w bliskiej podczerwieni poświatę w galaktyce SDS J112848.22+170418.5, w której nastąpił rozbłysk GRB 130603B. Drugie zdjęcie prezentuje poświatę w galaktyce SDS J112848.22+170418.5. Tej poświaty nie zaobserwowano 3 czerwca, a 3 lipca była ona już bardzo słaba. Dowodzi to dynamicznej natury "kilonowej".

"Kilonowe" to zjawiska pomiędzy nowymi a supernowymi. Te zjawiska są około tysiąc razy potężniejsze od nowych i około dziesięć do stu razy słabsze od supernowych. Co ważniejsze, powiązanie "kilonowych" z krótkimi błyskami gamma to znaczący krok w zrozumieniu najbardziej energetycznych i najbardziej dynamicznych procesów zachodzących we Wszechświecie.

Aktualnie przewiduje się, że HST będzie działać do 2018 lub nawet do 2020 roku, co oznacza koniec misji tego teleskopu aż trzy dekady po jego wyniesieniu na orbitę!

Źródło informacji (NASA)

Krzysztof Kanawka