אשראי תמונה: ESO
ב- 29 במרץ, 2003, הסייר האנרגיה הגבוה של ארגון NASA זיהה פרץ בוהק של קרני גאמה, וזמן קצר לאחר מכן טלסקופים מרחבי העולם התמקדו בעצם; נקרא כעת GRB 030329 ונמדד במרחק של 2.6 מיליארד שנות אור. על ידי מדידת זריחת הפיצוץ, הבינו האסטרונומים שהוא תואם לספקטרום של היפרנובה - פיצוצים של כוכבים גדולים במיוחד, לפחות פי 25 יותר מהשמש שלנו. על ידי התאמת הספקטרום, יש לאסטרונומים ראיות משכנעות שיש קשר כלשהו בין פרצי קרני גאמה לפיצוצים של כוכבים גדולים מאוד.
פרץ בהיר מאוד של קרני גאמה נצפה ב -29 במרץ 2003 על ידי Explorer High Transient Explorer של נאס"א (HETE-II), באזור שמיים בתוך קבוצת הכוכבים ליאו.
תוך 90 דקות התגלה מקור אור חדש ומאיר בהיר ("הזריחה האחורית") באותו כיוון באמצעות טלסקופ בגודל 40 אינץ 'במצפה האביב Siding (אוסטרליה) וגם ביפן. פרץ קרני הגמא נקרא GRB 030329, לפי התאריך.
ותוך 24 שעות, ספקטרום ראשון ופיזור גבוה מאוד של אובייקט חדש זה הושג על ידי ספקטרוגרף ה- UVES הפיזור הגבוה בטלסקופ VLT KUEYEN ב -8.2 מ 'במצפה הפרנאל ESO (צ'ילה). זה איפשר לקבוע את המרחק כ -2,650 מיליון שנות אור (משמרת אדומה 0.1685).
תצפיות מתמשכות עם מכשירי ה- FORS1 וה- FORS2 הרב-מצבים ב- VLT במהלך החודש שלאחר מכן אפשרו לצוות בינלאומי של אסטרונומים [1] לתעד בפירוט חסר תקדים את השינויים בספקטרום העוקב האופטי של פרץ גמא זו. הדו"ח המפורט שלהם מופיע בגיליון 19 ביוני של כתב העת המחקר "טבע".
הספקטרום מראה את הופעתו ההדרגתית והברורה של קשת סופרנובה מהכיתה האנרגטית ביותר הידועה, "היפרנובה". הדבר נגרם כתוצאה מפיצוץ כוכב כבד מאוד - ככל הנראה כבד פי 25 מהשמש. מהירות ההתפשטות הנמדדת (העולה על 30,000 קמ"ש) וסך האנרגיה ששוחררה היו גבוהים במיוחד, אפילו בתוך מעמד ההינרנובה הנבחר.
מהשוואה להיפרנוובות סמוכות יותר, האסטרונומים מסוגלים לתקן בדיוק טוב את רגע הפיצוץ הכוכב. מסתבר שהוא נמצא במרווח של יומיים פלוס מינוס מיום פרץ קרני הגמא. מסקנה ייחודית זו מספקת עדויות משכנעות לכך ששני האירועים קשורים ישירות.
תצפיות אלה מצביעות אפוא על תהליך פיזי נפוץ העומד מאחורי פיצוץ ההיפרנובה והפליטה הנלווית לקרינת קרני גאמא חזקה. הצוות מסיק שסביר להניח שזה נובע מהתמוטטותה המיידית והלא סימטרית כמעט של האזור הפנימי של כוכב מפותח מאוד (הידוע כמודל ה"קופרסאר ").
פרץ קרני הגמא של ה- 29 במרץ יעבור לתולדות האסטרופיזיקה כ"ארוע מגדיר סוג "נדיר, ויספק עדות חותכת לקשר ישיר בין התפרצויות קרני הגמא הקוסמולוגיות לפיצוצים של כוכבים מאסיביים מאוד.
מהם התפרצויות גמא-ריי?
אחד התחומים הפעילים כיום בתחום האסטרופיזיקה הוא חקר האירועים הדרמטיים המכונים "התפרצויות קרני גאמא". הם התגלו לראשונה בשלהי שנות השישים על ידי מכשירים רגישים על סיפונה של לוויינים צבאיים, ששוגרו למעקב וגילוי ניסויים גרעיניים. מקורם, לא על כדור הארץ, אלא רחוק בחלל, הבזקים קצרים אלה של קרני גאמה אנרגטיות נמשכים פחות משנייה למספר דקות.
למרות המאמצים התצפיתיים הגדולים, רק בשש השנים האחרונות התאפשר לאתר במדויק את האתרים של חלק מהאירועים הללו. בעזרתם שלא יסולא בפז של תצפיות חיוביות מדויקות יחסית על פליטת הרנטגן הקשורה על ידי מצפי לוויין שונים של רנטגן מאז תחילת 1997, אסטרונומים זיהו עד כה כחמישים מקורות קצרים של אור אופטי הקשורים ל- GRBs ("הזוהר האחורי האופטי") ).
נמצא כי מרבית ה- GRB נמצאים במרחקים גדולים במיוחד ("קוסמולוגיים"). פירוש הדבר הוא כי 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 מאותת קריסת כוכבים מסיביים. זה היה מבוסס במקור על הקשר האפשרי של פרץ קרני גאמא יוצא דופן עם סופרנובה ("SN 1998bw", שהתגלה גם עם טלסקופים של ESO, ראו ESO PR 15/98). מאז צצו רמזים נוספים, כולל שיוך של GRB לאזורים של היווצרות כוכבים מאסיבית בגלקסיות רחוקות, עדויות מפתה ל"המורות "עקומות אור דמויות סופרנובה בתאורות האופטיות של כמה פרצים קודמים, וחתימות ספקטרליות מאלמנטים סינתזים טריים , נצפו על ידי מצפי רנטגן.
תצפיות VLT של GRB 030329
ב- 29 במרץ, 2003 (בדיוק בשעה 11: 37: 14.67 שעות UT), Explorer HI-II של האנרגיה הגבוהה של NASA (HETE-II) זיהה פרץ קרני גמא בהיר מאוד. לאחר זיהוי "זרימה אחורית אופטית" על ידי טלסקופ באורך 40 אינץ 'במצפה האביב של סיידינג (אוסטרליה), נקבע השינוי האדום של הפרץ [3] כ- 0.1685 באמצעות ספקטרום פיזור גבוה המתקבל באמצעות ספקטרוגרף UVES ב טלסקופ VLT KUEYEN באורך 8.2 מ 'במצפה הפרנל של ESO (צ'ילה).
המרחק המקביל הוא כ -2,650 מיליון שנות אור. זהו ה- GRB הרגיל הקרוב ביותר שהתגלה אי פעם, ולכן הוא מספק את ההזדמנות המיוחלת לבחון את ההשערות והדגמים הרבים שהוצעו מאז גילוי ה- GRBs הראשונים בסוף שנות השישים.
במטרה ספציפית זו פנה כעת צוות האסטרונומים המוביל של ESO [1] לשני מכשירים עוצמתיים נוספים בטלסקופ ה- ESO Very Large (VLT), המצלמה / ספקטרוגרפים רב-מצבים FORS1 ו- FORS2. במשך תקופה של חודש, עד ה -1 במאי 2003, הושגו ספקטרום של האובייקט הדועך בקצב קבוע, מה שמאבטח קבוצה ייחודית של נתונים תצפיתיים המתעדים את השינויים הפיזיים באובייקט המרוחק בפירוט בלתי מתקבל על הדעת.
הקשר ההיפרנובה
בהתבסס על מחקר מדוקדק בספקטרום זה, האסטרונומים מציגים כעת את פרשנותם לאירוע GRB 030329 במאמר מחקר שהופיע בכתב העת הבינלאומי "טבע" ביום חמישי, 19 ביוני. תחת הכותרת הפרוזאית "סופרנובה אנרגטית מאוד הקשורה ל התפרצות קרני הגמא ב- 29 במרץ 2003 ", לא פחות מ- 27 מחברים מ -17 מכוני מחקר, בראשות האסטרונום הדני Jens Hjorth, מסיקים כי יש כיום עדויות בלתי ניתנות להפערה על קשר ישיר בין ה- GRB לפיצוץ" היפרנובה "של מאוד כוכב מאסיבי מאוד מפותח.
זה מבוסס על "הופעתו" ההדרגתית עם הזמן של ספקטרום מסוג סופרנובה, וחושף את הפיצוץ האלים ביותר של כוכב. עם מהירות העולה על 30,000 קמ"ש (כלומר מעל 10% ממהירות האור), החומר שנפלט נע במהירות שיא ומעיד על כוחו העצום של הפיצוץ.
היפרנובה הם אירועים נדירים והם ככל הנראה נגרמים מפיצוץ כוכבים מהסוג שנקרא "זאב-רייאט" [4]. כוכבי WR אלה נוצרו במקור עם מסה מעל 25 מסות שמש והיו מורכבים ברובם ממימן. בשלב ה- WR שלהם, לאחר שפשטו את עצמם מהשכבות החיצוניות שלהם, הם מורכבים כמעט אך ורק מליום, חמצן ואלמנטים כבדים יותר המיוצרים על ידי שריפה גרעינית אינטנסיבית בשלב הקודם של חייהם הקצרים.
"חיכינו לזה זמן רב, הרבה זמן", אומר ג'נס חג'ורת ', "GRB זה באמת נתן לנו את המידע החסר. מתוך הספקטרום המאוד מפורט הזה, אנו יכולים כעת לאשר כי פרץ זה וכנראה פרצי קרני גאמא ארוכות אחרות נוצרים דרך התמוטטות הליבה של כוכבים מאסיביים. רוב התיאוריות המובילות האחרות אינן סבירות כעת. "
"אירוע המגדיר סוג"
עמיתו, אסטרונום ESO Palle M? Ller, מרוצה באותה מידה: "מה שבאמת הביא אותנו בהתחלה זו העובדה שגילינו בבירור את חתימות הסופרנובה שכבר בספקטרום ה- FORS הראשון שצולמו רק ארבעה ימים לאחר שה GRB נצפה לראשונה - לא ציפינו לזה בכלל. ככל שקיבלנו יותר ויותר נתונים, הבנו שהאבולוציה הספקטרלית זהה כמעט לחלוטין לזו של ההיפרנובה שנראתה בשנת 1998. הדמיון בין השניים אז אפשר לנו ליצור תזמון מדויק מאוד של אירוע הסופרנובה הנוכחי.
האסטרונומים קבעו כי פיצוץ ההיפרנובה (נקרא SN 2003dh [2]) שתועד בספקטרום ה- VLT ואירוע ה- GRB שנצפה על ידי HETE-II בוודאי התרחש כמעט באותה העת. בכפוף לעידון נוסף, יש לכל היותר הפרש של יומיים, ולפיכך אין ספק בכלל, שהשניים קשורים באופן סיבתי.
"סופרנובה משנת 1998 הרטיבה את התיאבון שלנו, אבל עברו 5 שנים נוספות עד שהספקנו לומר בביטחון, מצאנו את האקדח המעשן שהשחרר את הקשר בין GRBs ל- SNe" מוסיף קריסה קובוליו מנאס"א. "GRB 030329 עשוי להתברר כ'קישור חסר 'עבור GRBs."
לסיכום, GRB 030329 היה אירוע נדיר "המגדיר סוג" שיירשם כפרשת מים באסטרופיסיקה אנרגטית גבוהה.
מה באמת קרה ב -29 במרץ (או לפני 2,650 מיליון שנה)?
הנה הסיפור השלם על GRB 030329, כפי שהאסטרונומים קראו אותו כעת.
אלפי שנים לפני הפיצוץ הזה, כוכב מאסיבי מאוד, שנגמר לו דלק מימן, שחרר חלק ניכר מהמעטפה החיצונית שלו והפך את עצמו לכוכב וולף-רייאט כחלחל [3]. שרידי הכוכב הכילו כעשרה מסות שמש בשווי הליום, חמצן ואלמנטים כבדים יותר.
בשנים שלפני הפיצוץ, כוכב וולף-רייאט הידלד במהירות את דלקו שנותר. ברגע מסוים זה פתאום עורר את אירוע פרץ ההיפרנובה / קרני גאמה. הגרעין התמוטט, מבלי שהחלק החיצוני של הכוכב ידע. חור שחור נוצר בפנים, מוקף בדיסק של חומר מצטבר. תוך מספר שניות, שוגר מטען של חומר הרחק מאותו חור שחור.
הסילון עבר דרך הקליפה החיצונית של הכוכב, ובשילוב רוחות נמרצות של ניקל 56 רדיואקטיבי שזה עתה נוצר ונשף מהדיסק בפנים, ניפץ את הכוכב. המתנפץ הזה, ההיפרנובה, מאיר בזוהר בגלל נוכחותו של ניקל. בינתיים, המטוס חרש לחומרים בסביבתו של הכוכב, ויצר את פרץ קרני הגמא אשר תועד כ -2,650 מיליון שנה לאחר מכן על ידי האסטרונומים בכדור הארץ. המנגנון המפורט לייצור קרני גאמה הוא עדיין נושא לוויכוח, אך הוא קשור לאינטראקציות בין המטוס לחומר שנפלט בעבר מהכוכב, או להתנגשויות פנימיות בתוך המטוס עצמו.
תרחיש זה מייצג את המודל "התמוטט", שהוצג על ידי האסטרונום האמריקאי סטן וווסלי (אוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז) בשנת 1993 וחבר בצוות הנוכחי, ומסביר בצורה הטובה ביותר את התצפיות ב- GRB 030329.
"אין פירוש הדבר שתעלומת פרץ קרני הגמא נפתרת כעת", אומר וווסלי. "אנו בטוחים כעת כי התפרצויות ארוכות כרוכות בקריסת ליבה ובהיפרנובה, וייתכן שיצרו חור שחור. שכנענו את רוב הספקנים. עם זאת איננו יכולים להגיע למסקנה כלשהי לגבי הגורמים להתפרצויות קרני הגמא הקצרות, אלה שאורכן מתחת לשתי שניות. "
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
