אשראי תמונה: ESO
התפרצויות קרני גמא הן כמה מהפיצוצים הגדולים ביקום; אפשר לייצר יותר אנרגיה בכמה שניות ממה שהשמש יוצרת בעוד 10 מיליארד שנים. ההערכה היא שהם נגרמו כאשר כוכב סופר-מסיבי מתמוטט, המכונה היפרנובה. אסטרונומים מהמצפה האירופי הדרומי עקבו אחר זריחה של פרץ שהתקיים לאחרונה על ידי שימוש בטכניקה בשם polarimetry, המאפשרת להם לעקוב אחר צורת הפיצוץ. אם זה היה פיצוץ כדורי, האור היה בעל קוטביות אקראית, אך הם גילו כי הגז זורם במטוסים שמתרחבים עם הזמן.
"התפרצויות קרני גמא (GRMA)" הם ללא ספק בין האירועים הדרמטיים ביותר הידועים באסטרופיזיקה. הבזקים קצרים אלה של קרני גמא אנרגטיות, שהתגלו לראשונה בסוף שנות השישים על ידי לוויינים צבאיים, נמשכים פחות משנייה למספר דקות.
נמצא כי GRBs נמצאים במרחקים גדולים במיוחד ("קוסמולוגיים"). האנרגיה המשתחררת תוך מספר שניות במהלך אירוע כזה גדולה מזו של השמש במהלך כל חייה של למעלה מ- 10,000 מיליון שנים. ה- GRBs הם אכן האירועים החזקים ביותר מאז המפץ הגדול הידוע ביקום, ראה ESO PR 08/99 ו- ESO PR 20/00.
במהלך השנים האחרונות הצטברו ראיות נסיבתיות לכך ש- GRB מסמל את קריסתם של כוכבים מאסיביים במיוחד, מה שמכונה היפרנובות. זה הודגם לבסוף לפני מספר חודשים כאשר אסטרונומים, באמצעות מכשיר ה- FORS בטלסקופ ה- Very Large Teleskope של ESO (VLT), תיעדו בפרטים חסרי תקדים את השינויים בספקטרום מקור האור ("הזוהר האופטי") של קרני הגמא התפרץ GRB 030329 (ראה ESO PR 16/03). בהזדמנות זו הוענק קשר חותך וישיר בין התפרצויות קרני הגמא הקוסמולוגיות ופיצוצים של כוכבים מאסיביים מאוד.
פרץ גמא-ריי פרץ GRB 030329 התגלה ב -29 במרץ 2003 על ידי החללית Explorer High Transient Explorer של נאס"א. תצפיות מעקב עם ספקטרוגרף UVES בטלסקופ VLT KUEYEN ב -8.2 מ 'במצפה פרנאל (צ'ילה) הראו כי לפרץ היה שינוי אדום של 0.1685 [1]. זה תואם למרחק של כ -2,650 מיליון שנות אור, מה שהופך את GRB 030329 לזמן הארוך ביותר הקרוב ביותר שנמצא אי פעם ב- GRB. הקרבה של GRB 030329 הביאה לפליטה בהירה מאוד לאחר זרימת הדם, והתירה את תצפיות המעקב הנרחבות ביותר של עד כה אחר העגול.
צוות אסטרונומים [2] בראשות יוחן גרינר ממקס-פלאנק-מכון לפיזית החוץ-רחמנית (גרמניה) החליט לנצל הזדמנות ייחודית זו כדי ללמוד את תכונות הקיטוב של זרימת הדם של GRB 030329 כפי שהתפתחה לאחר פיצוץ.
Hypernovae, מקור ה- GRBs, אכן כה רחוקים עד שניתן לראות בהם רק כנקודות אור בלתי פתורות. כדי לבדוק את המבנה המרחבי שלהם, על כן אסטרונומים להסתמך על טריק: פולארמטריה (ראו ESO PR 23/03).
הפולימטריה פועלת כך: האור מורכב מגלים אלקטרומגנטיים המתנדנדים לכיוונים מסוימים (מטוסים). שיקוף או פיזור של אור מעדיף כיווניות מסוימות של השדות החשמליים והמגנטיים על פני אחרים. זו הסיבה שמשקפי שמש מקטבים יכולים לסנן את הבהוב של אור השמש המשקף מעל הבריכה.
הקרינה בפרץ קרני גאמה נוצרת בשדה מגנטי מסודר, כביכול קרינת סינכרוטרון [3]. אם ההיפרנובה סימטרית כדורית, כל הכיוונים של הגלים האלקטרומגנטיים יהיו נוכחים באופן שווה ויגיעו לממוצע, כך שלא יהיה קיטוב נטו. עם זאת, אם הגז לא נפלט באופן סימטרי, אלא למטוס, מוטבע קיטוב רשת קל על האור. קיטוב נטו זה ישתנה עם הזמן מכיוון שזווית הפתיחה של הסילון מתרחבת עם הזמן, ואנחנו רואים חלק אחר של קונוס הפליטה.
עיון בתכונות הקיטוב של זרימת הדם של פרץ קרני גאמה מאפשר אפוא לקבל ידע אודות המבנים המרחביים הבסיסיים והחוזק וההתמצאות של השדה המגנטי באזור בו נוצרת הקרינה. "ועשיית פעולה זו לאורך זמן רב, ככל שהזריחה לאחר הדגמה מתפתחת, מספקת לנו כלי אבחון ייחודי ללימודי פרץ קרני גאמה", אומר יוכן גרינר.
למרות שקיימות מדידות בודדות קודמות לקיטוב של זרימת המוח האופטית של GRB, מעולם לא נערך מחקר מפורט על התפתחות הקיטוב עם הזמן. זו אכן משימה מאוד תובענית, אפשרית רק עם מכשיר יציב במיוחד בטלסקופ הגדול ביותר ... וזריחה אופטית מוארת מספיק.
ברגע שהתגלה GRB 030329, צוות האסטרונומים פנה לפיכך אל מכשיר ה- FORS1 הרב-מצבי החזק בטלסקופ VLT ANTU. הם השיגו 31 תצפיות קוטביות לאורך 38 יום, מה שמאפשר להם למדוד לראשונה את שינויי הקיטוב של רד-קרן גאמא אופטי עם הזמן. קבוצה ייחודית זו של נתונים תצפיתיים מתעדת את השינויים הפיזיים באובייקט המרוחק בפירוט בלתי מתקבל על הדעת.
הנתונים שלהם מראים את נוכחות הקיטוב ברמה של 0.3 עד 2.5% לאורך כל 38 הימים עם שונות משמעותית בחוזק ובאוריינטציה על טווחי זמנים עד שעות. התנהגות מסוימת זו לא ניבאה על ידי אף אחת מהתיאוריות העיקריות.
למרבה הצער, עקומת האור המורכבת ביותר של זרימת הדם GRB הזו, כשלעצמה שלא מובנת, מונעת יישום ישיר של דגמי הקיטוב הקיימים. "מסתבר שנגזרת הכיוון של הסילון ומבנה השדה המגנטי אינה פשוטה כמו שחשבנו במקור", מציין אולף ריימר, חבר אחר בצוות. "אך השינויים המהירים של תכונות הקיטוב, אפילו במהלך שלבים חלקים של עקומת האור לאחר הזיהוי, מהווים אתגר לתיאוריית הזיהוי".
"יתכן", מוסיף יוחן גרינר, "רמת הקיטוב הנמוכה הכוללת מצביעה על כך שכוחו של השדה המגנטי בכיוונים המקבילים והניצביים אינו שונה ביותר מ -10%, ובכך מרמז על שדה המחובר חזק לחומר הנע. זה שונה מהשדה בקנה מידה גדול שנשאר מהכוכב המתפוצץ ואשר נחשב לייצר קיטוב ברמה גבוהה בקרני הגמא. "
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
