התפרצויות קרני גמא (GRMA) הן אחת התופעות האנרגטיות ביותר ביקום, וגם אחת הפחות נחקרות. פיצוצי אנרגיה אלה מתרחשים כאשר כוכב מסיבי הולך לסופרנובה ופולט קרניים תאומות של קרני גאמה שניתן לראות בהן מיליארדי שנות אור. מכיוון שהם קשורים קשר הדוק עם היווצרותם של חורים שחורים, מדענים חשקו לחקור את ההתרחשות הנדירה הזו ביתר פירוט.
לרוע המזל, מעט הזדמנויות לכך התרחשו מכיוון שה- GRB הם קצרי מועד (נמשכים שניות ספורות) והרוב התרחשו בגלקסיות רחוקות. אך בזכות המאמצים להשתמש בחבילת טלסקופים, אסטרונומים הצליחו לאתר GRB (המיועד GRB 190114C) כבר בינואר 2019. חלק מהקרינה מ- GRB זה הייתה האנרגיה הגבוהה ביותר שנצפתה אי פעם, מה שהפך את זה לאבן דרך בהיסטוריה של אסטרונומיה.
המחקר המתאר ממצאים אלה (שכותרתו "תצפית על פליטות קומפטון הפוכות ממפרץ ארוך של קרני גאמא") הופיע לאחרונה בכתב העת טבע והיא אמורה להופיע ביומן אסטרונומיה ואסטרופיסיקה. המחקר הובל על ידי אנטוניו דה אוגטה פוסטיגו ממכון Instituto de Astrofísica de Andalucía וכלל חברים בשיתוף הפעולה MAGIC, NASA ומכוני מחקר ברחבי העולם.
במילים פשוטות, GRBs הם למעשה די שכיחים, ומתרחשים בערך פעם ביום ביקום הנצפה. אך בגלל אופיים הקצר והחולף, היה קשה מאוד לאמן מכשירים על המקור לפני שנעלמו. אך בעזרת טלסקופים מרובים המותאמים לאיתור קרני גאמא, GRB 190114 נצפה בדיוק בזמן.
זה כלל את מצפה הכוכבים סוויפט ניל ג'הרלס של נאס"א, טלסקופ החלל פרמה גמא-ריי, וכן את הטלסקופים גמא-אטמוספרי גמא-אטמוספרי גמא-צ'רנקוב (MAGIC) - שנמצא על האי הקנרי בלה פלמה ומופעל על ידי מקס פלאנק המכון לפיזיקה (MPP).
כאשר טלסקופים אלה צפו ב- GRB 190114C, הם הבחינו שחלק מהאנרגיה המשתחררת נמדדה בטווחי האלקטרונים 1Tera (TeV) - בערך טריליון פעם פי כמה אנרגיה לכל פוטון שנצפה באור גלוי. בהתבסס על תצפיות קודמות, אסטרונומים מעריכים שכדי להשיג את רמת האנרגיה הזו, חומר שנפלט מהכוכב המתמוטט היה צריך לנסוע במהירות 99.999% במהירות האור.
במילים אחרות, חומר מכוכב גוסס יצטרך להאיץ עד גבולות חומר החומר הגופני שיכול לסבול כדי ליצור פרץ אנרגטי מסוג זה. לאחר מכן ייאלץ חומר זה דרך העננים הגזים המקיפים את הכוכב (שרידי השכבות החיצוניות שנפוצצו) ויגרום לזעזוע שיוצר את פרץ קרני הגמא בעצמו.
מדענים מנסים לצפות בפליטות אנרגטיות במיוחד של GRB מזה זמן רב, והפרץ הספציפי הזה סיפק את ההזדמנות הראשונה אי פעם. כפי שהסביר ד"ר דה אוגטה פוסטיגו בהודעה לעיתונות של ESA / Hubble:
מדענים מנסים לצפות בפליטה גבוהה מאוד באנרגיה מפריצות קרני גאמא במשך זמן רב. תצפית חדשה זו מהווה צעד חיוני קדימה להבנתנו את התפרצויות קרני הגמא, הסביבה הקרובה שלהן, וכיצד בדיוק החומר מתנהג כשהוא נע ב 99.999% ממהירות האור. "
במבט קדימה, מספר מצפים תצפיתיים מבוססי חלל יתבוננו בסופרנובה שייצרה GRB 190114C בכדי ללמוד עוד על סביבתו וכיצד נוצר פרץ קיצוני זה. בפרט, לאסטרונומים אירופאים הוענק זמן תצפית באמצעות טלסקופ החלל האבל NASA / ESA כדי לחקור את סביבת המקור.
מאמצים אלה נעזרו באסטרונומים באמצעות הטלסקופ הגדול ביותר של ה- ESO (VLT) והמערך התחתון-מילימטר אטקמה (ALMA) בצ'ילה. בשילוב התצפיות שלהם עם הנתונים שהושגו על ידי האבל, האסטרונומים הצליחו לצפות בגלקסיה המארחת של ה- GRB הזה (שנמצא 5 מיליארד בערך שנות אור מכדור הארץ) ביתר פירוט.
כפי שהסביר אנדרו לוין מהמכון למתמטיקה, אסטרופיסיקה ופיזיקת חלקיקים לאסטרופיסיקה באוניברסיטת רדוד בהולנד:
"התצפיות של האבל מראות שהפרץ הספציפי הזה ישב בסביבה צפופה מאוד, ממש באמצע גלקסיה בהירה המרוחקת במרחק של 5 מיליארד שנות אור. זה ממש יוצא דופן ומרמז שייתכן שזו הסיבה שהוא ייצר את האור החזק הזה בצורה יוצאת דופן. "
אבן דרך זו היא עדות ליכולת הגוברת של מכשירים אסטרונומיים ולחשיבות ההולכת וגוברת של שיתוף פעולה בינלאומי. זה גם תואם את העידן הנוכחי של האסטרונומיה, שבו תגליות מהפכניות הופכות נפוצות יותר. עם כל שנה שעוברת, נחקרות כעת תופעות שהיו בעבר מובנות או שהוגבלו בצורה גרועה.
