רצף חיי הכוכבים, המסתיים ביצירת חור שחור. קרדיט תמונה: ניקול ראגר פולר / NSF לחץ לצורך הגדלה
רק כמה מאות מיליוני שנים אחרי המפץ הגדול, כוכב מסיבי מיצה את הדלק שלו, התמוטט כמו חור שחור והתפוצץ כשפרץ קרני גאמה. הקרינה מאירוע קטסטרופלי זה הגיעה רק לכדור הארץ, והאסטרונומים משתמשים בה כדי להציץ חזרה לרגעים הראשונים של היקום. ההתפרצות, שנקראה GRB 050904, נצפתה על ידי הלוויין סוויפט של נאס"א ב- 4 בספטמבר 2005. דבר יוצא דופן בהתפרצות זו הוא שנמשך 500 שניות - הרוב נגמר בשבריר מאותו הזמן.
הוא הגיע מקצה היקום הנראה לעין, הפיצוץ הכי רחוק שהתגלה אי פעם.
בגיליון הטבע של השבוע, מדענים מאוניברסיטת פן סטייט ועמיתיהם האמריקאים ועמיתים אירופאים דנים כיצד הפיצוץ הזה, שהתגלה ב -4 בספטמבר 2005, היה תוצאה של כוכב מסיבי שהתמוטט לתוך חור שחור.
הפיצוץ, שנקרא פרץ קרני גאמה, מגיע מעידן זמן קצר לאחר שנוצרו לראשונה כוכבים וגלקסיות, בערך 500 מיליון עד מיליארד שנה אחרי המפץ הגדול. היקום בן 13.7 מיליארד שנה כיום, כך שפרץ ספטמבר משמש בדיקה לחקר תנאי היקום הקדום.
"זה היה כוכב מאסיבי שחי מהר ומת צעיר," אמר דייוויד בורו, מדען בכיר ופרופסור לאסטרונומיה ואסטרופיסיקה בפן סטייט, מחבר משותף לאחד משלושת הדיווחים על הפיצוץ שפורסם השבוע ב"טבע ". "כוכב זה היה כנראה די שונה מהסוג שאנו רואים כיום, מהסוג שרק יכול היה להתקיים ביקום המוקדם."
הפרץ, שנקרא GRB 050904 על שם התאריך בו אותרה, התגלה על ידי הלוויין סוויפט של נאס"א, המופעל על ידי פן סטייט. סוויפט סיפק את קואורדינטות ההתפרצות כך שלוויינים אחרים וטלסקופים מבוססי קרקע יוכלו להתבונן בפרץ. התפרצויות נמשכות בדרך כלל 10 שניות בלבד, אך הזוחם לאחר מכן יתמהמה במשך מספר ימים.
GRB 050904 מקורו 13 מיליארד שנות אור מכדור הארץ, מה שאומר שהוא התרחש לפני 13 מיליארד שנה, שכן לקח לו זמן רב עד שהאור הגיע אלינו. מדענים גילו רק כמה חפצים שנמצאים במרחק של יותר מ 12 מיליארד שנות אור משם, ולכן ההתפרצות חשובה ביותר להבנת היקום שמעבר לטווח הטלסקופים הגדולים ביותר.
"מכיוון שהפרץ היה בהיר יותר ממיליארד שמשות, טלסקופים רבים יכלו ללמוד אותו אפילו ממרחק עצום כל כך", אמר בורו, שהניתוח שלו מתמקד בעיקר בנתוני סוויפט משלושת הטלסקופים שלו, המכסים מגוון של קרני גאמה, קרני רנטגן , ואורכי גל אולטרה סגול / אופטי, בהתאמה. Burrows הוא המדען הראשי של טלסקופ הרנטגן של סוויפט.
צוות סוויפט מצא מספר תכונות ייחודיות ב- GRB 050904. ההתפרצות ארכה כארך 500 שניות - וקצה הזנב של הפרץ הראה התלקחויות מרובות. מאפיינים אלה מרמזים כי החור השחור החדש שנוצר לא נוצר באופן מיידי, כפי שחשבו כמה מדענים, אלא שזה היה אירוע ארוך יותר, כאוטי.
Burrows אמר כי פרצי קרני גאמא קרובים יותר אינם מתרחבים באותה מידה, מה שמרמז כי החורים השחורים הקדומים ביותר עשויים להיווצר באופן שונה מאלה בעידן המודרני. ההבדל יכול להיות מכיוון שהכוכבים הראשונים היו מסיביים יותר מכוכבים מודרניים. לחלופין, זו יכולה להיות תוצאה של סביבת היקום הקדום כאשר הכוכבים הראשונים החלו להמיר מימן והליום (שנוצרו במפץ הגדול) לאלמנטים כבדים יותר.
GRB 050904, למעשה, מראה רמזים לאלמנטים כבדים יותר שהוטבעו לאחרונה, על פי נתונים מטלסקופים מבוססי קרקע. תגלית זו היא נושא המאמר השני של הטבע מאת קבוצה יפנית בראשות נובויוקי קוואי במכון הטכנולוגי בטוקיו.
GRB 050904 הציג גם התרחבות זמן, תוצאה של התפשטותה העצומה של היקום במשך 13 מיליארד השנים בהן לקח את האור להגיע אלינו על כדור הארץ. התרחבות זו גורמת לכך שהאור נראה הרבה יותר אדום מאשר בזמן שהוא נפלט בפרץ, וזה גם משנה את תפיסת הזמן שלנו לעומת השעון הפנימי של הפרץ.
גורמים אלה פעלו לטובת המדענים. צוות פן סטייט הפנה את כלי הנגינה של סוויפט לפרץ כשתי דקות לאחר תחילת האירוע. אולם ההתפרצות התפתחה כאילו הייתה בתנועה איטית ונעה רק כ 23 שניות מהתפרצות. כך שמדענים יכלו לראות את ההתפרצות בשלב מאוד מוקדם.
רק אובייקט אחד אחר - קוואזר - התגלה במרחק גדול יותר. עם זאת, בעוד שהקוואזרים הם חורים שחורים סופר-מסיביים המכילים המסה של מיליארדי כוכבים, פרץ זה מגיע מכוכב יחיד. איתור GRB 050904 מאשר כי כוכבים מאסיביים התערבבו בקוואזרים העתיקים ביותר. זה גם מאשר שאפשר ללמוד יותר פיצוצים של כוכבים רחוקים - אולי מהכוכבים הראשונים - באמצעות שילוב של תצפיות עם סוויפט וטלסקופים אחרים ברמה העולמית.
"תכננו את סוויפט לחפש פרצים קלושים המגיעים מקצה היקום", אמר ניל גרלס ממרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, החוקרת הראשית של סוויפט. "עכשיו יש לנו אחד וזה מרתק. לראשונה, נוכל ללמוד על כוכבים בודדים כבר מתחילת הזמן. אין ספק שיש הרבה יותר בחוץ. "
סוויפט הושקה בנובמבר 2004 והופעלה במלואה בינואר 2005. סוויפט נושאת שלושה מכשירים עיקריים: הטלסקופ התפרץ, הטלסקופ הרנטגן, והטלסקופ האולטרה סגול / האופטי. גלאי קרני הגמא של סוויפט, הטלסקופ Burst Alert, מספק את המיקום הראשוני המהיר, נבנה בעיקר על ידי מרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט והמעבדה הלאומית לוס אלמוס, ונבנה ב- GSFC. טלסקופ הרנטגן של סוויפט וטלסקופ UV / Optical פותחו ונבנו על ידי צוותים בינלאומיים שהובילו על ידי פן סטייט, ונשאבו רבות מהניסיון של כל מוסד במשימות חלל קודמות. הטלסקופ הרנטגן נבע משיתוף הפעולה של פן סטייט עם אוניברסיטת לסטר באנגליה והמצפה האסטרונומי של בררה באיטליה. הטלסקופ האולטרה סגול / האופטי נבע משיתוף הפעולה של פן סטייט עם המעבדה למדעי החלל מולארד של המכללה האוניברסיטאית-לונדון. שלושת הטלסקופים הללו מעניקים לסוויפט את היכולת לבצע תצפיות מעקב כמעט מיידיות על מרבית התפרצויות קרני הגמא מכיוון שסוויפט יכולה להסתובב כל כך מהר כדי להצביע לעבר מקור האות של קרני הגמא.
המקור המקורי: מהדורת חדשות PSU
