לדברי האסטרונום אנדרו לוין, ישנו פתגם ישן בחקר התפרצויות קרני גאמה: "כשראית קרן קרנית גאמה ראית ... רק קרני גאמא אחת פרצו. הם לא כל זאת ", אמר במהלך תדרוך עיתונאים ב -16 באפריל ושוחח על גילוי של GRB מסוג שונה מאוד - סוג שמגיע בטעם חדש לטווח הארוך.
שלושה מהתפוצצויות הכוכבים הבלתי שגרתיות הללו, שהתארכו לאורך זמן, התגלו לאחרונה באמצעות הלוויין סוויפט וטלסקופים בינלאומיים אחרים, ואחד, ששמו GRB 111209A, הוא ה- GRB הארוך ביותר שנצפה אי פעם, עם משך של לפחות 25,000 שניות, או בערך 7 שעות.
"צפינו בפריצת קרני הגמא הארוכה ביותר בהיסטוריה המודרנית, וחושבים שאירוע זה נגרם כתוצאה ממותו של סופרגינט כחול," אמר ברוס גנדרה, חוקר המשויך כעת למרכז הצרפתי הלאומי למחקר מדעי שהוביל את המחקר במהלך שנותיו. מרכז הנתונים המדעי של סוכנות החלל האיטלקית בפרסקטי, איטליה. "זה גרם לפיצוץ הכוכב החזק ביותר בהיסטוריה האחרונה, וככל הנראה מאז התרחש המפץ הגדול."
האסטרונומים אמרו כי שלושת ה- GRB מייצגים מעמד שאינו מוכר בעבר של פיצוצים מהממים הללו, הנובעים ממקרי המוות הקטסטרופלים של הכוכבים הגדולים הגדולים פי מאות מהשמש שלנו. GRBs הם הפיצוצים הזוהרים והמסתוריים ביותר ביקום. ההתפוצצות פולטת נחשולי קרני גמא - צורת האור החזקה ביותר - כמו גם קרני רנטגן, והם מייצרים אחריהן שזמינים באנרגיות אופטיות ורדיו.
סוויפט, הטלסקופ פרמי וחלליות אחרות מגלים בממוצע כ- GRB בכל יום. בשאלה מדוע סוג זה של GRB לא התגלה קודם לכן, לוון הסביר כי סוג חדש זה נראה קשה למצוא בגלל כמה זמן הם נמשכים.
"טלסקופי קרני גאמה בדרך כלל מגלים זינוק מהיר, ואתה מחפש פרץ - בכמה קרני הגמא מגיעות מהשמיים," אמר לוין למגזין Space. "אבל GRBs החדשים האלה מוציאים אנרגיה לאורך זמן רב, מעל 10,000 שניות במקום 100 השניות הרגילות. מכיוון שהיא פרושה, קשה יותר לאתר אותה ורק מאז שהשיקה סוויפט יש לנו את היכולת לבנות תמונות של GBS בשמים. כדי לאתר סוג חדש זה, אתה צריך להוסיף את כל האור לאורך תקופה ארוכה. "
לוין הוא אסטרונום באוניברסיטת וורוויק בקובנטרי, אנגליה.
הוא הוסיף כי GRBs הנמשכים זמן רב היו ככל הנראה שכיחים יותר בעבר היקום.
באופן מסורתי, אסטרונומים זיהו שני סוגים של GRB: קצר וארוך, בהתבסס על משך האות של קרני הגמא. התפרצויות קצרות נמשכות שתי שניות או פחות ונחשבים כמייצגות מיזוג של חפצים קומפקטיים במערכת בינארית, כאשר החשודים ככל הנראה הם כוכבי נויטרונים וחורים שחורים. GRBs ארוכים עשויים להימשך בין מספר שניות למספר דקות, כאשר משך זמן אופייני נופל בין 20 ל -50 שניות. אירועים אלו נחשבים כקשורים להתמוטטות של כוכב פעמים רבות במסת השמש ולידת חור שחור חדש שנוצר כתוצאה מכך.
"זה תהליך מאוד אקראי וכל GRB נראה שונה מאוד", אמר לוון במהלך התדריך. "לכולם מגוון משכי זמן וטווח אנרגיות. יידרש מדגם גדול בהרבה כדי לראות אם לסוג החדש הזה יש יותר מורכבות מאשר התפרצויות קרני גאמא רגילות. "
כל ה- GRB מולידים מטוסים חזקים המניעים חומר כמעט במהירות האור בכיוונים מנוגדים. כאשר הם מתקשרים עם החומר בכוכב ובסביבתו, המטוסים מייצרים דוקרן של אור באנרגיה גבוהה.
ג'נדר ועמיתיו ערכו מחקר מפורט על GRB 111209A, שפרץ ב- 9 בדצמבר 2011, תוך שימוש בנתוני קרני גאמה ממכשיר הקונוס בשכבת החללית של נאס"א, תצפיות רנטגן מ סוויפט ובלוויין XMM-Newton של סוכנות החלל האירופית ונתונים אופטיים מהמצפה הכוכב הרובוטי TAROT בלה סילה, צ'ילה. הפרץ של 7 שעות הוא ללא ספק ה- GRB המשך הארוך ביותר שנרשם אי פעם.
אירוע נוסף, GRB 101225A, התפוצץ ב- 25 בדצמבר 2010 והפיק פליטת אנרגיה גבוהה למשך שעתיים לפחות. לאחר מכן כונה "פרץ חג המולד", מרחק האירוע לא היה ידוע, מה שהוביל לשתי צוותים להגיע לפרשנויות פיזיות שונות לחלוטין. קבוצה אחת סיכמה כי הפיצוץ נגרם כתוצאה מאסטרואיד או שביט שנפל על כוכב נויטרונים בגלקסיה שלנו. צוות אחר קבע שהפרץ הוא תוצאה של אירוע מיזוג במערכת בינארית אקזוטית שנמצאת במרחק של כ -3.5 מיליארד שנות אור משם.
"אנו יודעים כעת כי פרץ חג המולד התרחש הרבה יותר רחוק, יותר מחצי הדרך ברחבי היקום הנצפה, וכתוצאה מכך היה הרבה יותר חזק ממה שחשבו החוקרים האלה", אמר לוין.
באמצעות טלסקופ תאומים צפון בהוואי השיגו לבאן וצוותו ספקטרום של הגלקסיה הקלושה שאירחה את פרץ חג המולד. זה איפשר למדענים לזהות קווי פליטה של חמצן ומימן ולקבוע עד כמה הקווים הללו נעקרו לאנרגיות נמוכות יותר בהשוואה להופעתם במעבדה. הבדל זה, הידוע לאסטרונומים כמשמרת אדומה, מציב את הפרץ במרחק של 7 מיליארד שנות אור.
צוותו של לבן בחן גם את 111209A ואת ההתפרצות האחרונה 121027A שהתפוצצה ב- 27 באוקטובר 2012. כולם מראים פליטת רנטגן, אולטרה סגול ואופטי דומים וכל אלה נבעו מאזורים מרכזיים של גלקסיות קומפקטיות שהיוו כוכבים פעיל. האסטרונומים הסיקו כי כל שלושת ה- GRB מהווים סוג חדש של GRB, שהם מכנים פרצי "אולטרה-ארוך".
"GRBs ארוכים במיוחד נובעים מכוכבים גדולים מאוד," אמר לבן, "אולי גדול כמו מסלולו של צדק. מכיוון שהחומר הנופל על החור השחור מקצה הכוכב צריך ליפול עוד יותר לוקח יותר זמן להגיע לשם. מכיוון שלוקח זמן רב יותר להגיע לשם, הוא מפעיל את המטוס למשך זמן רב יותר, ומעניק לו זמן לפרוץ מהכוכב. "
לבן אמר שכוכבי וולף-רייט הכי מתאימים לתיאור. "הם נולדו עם פי 25 יותר ממסת השמש, אך הם נשרפים כל כך עד שהם מגרשים את שכבת המימן העמוקה והחיצונית ביותר שלהם כיציאה שאנו מכנים רוח כוכבים", אמר. הפשטת אטמוספירת הכוכב מותירה חפץ מסיבי מספיק כדי ליצור חור שחור אך קטן מספיק בכדי שיבוצו סילוני החלקיקים כל הדרך בתקופות האופייניות ל- GRB ארוך
ג'ון גרהאם ואנדרו פרוכטר, שניהם אסטרונומים במכון המדע של טלסקופ החלל בבולטימור, סיפקו פרטים כי הסופר-כחול האלו מכיל כמויות צנועות יחסית של יסודות כבדים יותר מהליום, אותם מכנים אסטרונומים מתכות. זה מתאים לחתיכת פאזל לכאורה, שלכאורה GRBs ארוכים במיוחד הם בעלי העדפה מהותית חזקה לסביבות מתכות נמוכות המכילות רק כמויות עקבות של אלמנטים שאינם מימן והליום.
"GRBs בעלי מתכות גבוהה לאורך זמן אכן קיימים אך הם נדירים," אמר גרהם. "הם מתרחשים בערך 1/25 בקצב (ליחידת היווצרות כוכבים) של אירועי המתכות הנמוכים. אלה חדשות טובות עבורנו כאן בכדור הארץ, מכיוון שהסבירות שהסוג הזה של GRB יעבור בגלקסיה שלנו היא הרבה פחות ממה שחשבו בעבר. "
האסטרונומים דנו בממצאיו ביום שלישי בסימפוזיון גמא-קרני הגמא-ריי של 2013, בנאשוויל, טן, מפגש בחסות חלקו על ידי אוניברסיטת אלבמה בהאנטוויל ומשימות טלסקופ החלל סוויפט ופרמי גמא. הממצאים של ג'נדר מופיעים במהדורת ה- Astrophysical Journal שנערכה ב- 20 במרץ.
נייר: "פרץ הגמא-ריי הארוך במיוחד 111209A: התמוטטות סופרגינט כחול?" B. ז'אנר ואח '.
מאמר: "סיבוב המתכת של LGRBs." ג 'פ. גרהם וא' ש פרכטר.
מקורות: Teleconference, NASA, University of Warwick, CNRS
