Powstał nowy katalog zawierający setki rozbłysków gamma (GRB)

W ramach nowego projektu astronomowie zarejestrowali setki rozbłysków gamma (GRB). Zdaniem badaczy katalog ten, może konkurować z tym dotyczącym obiektów głębokiego kosmosu, opracowanym przez Charles Messiera 250 lat temu.

Rozbłyski gamma

.Jak tłumaczą naukowcy, GRB to najbardziej gwałtowne eksplozje we Wszechświecie, uwalniające więcej energii niż Słońce w ciągu 10 miliardów lat. Powstają, gdy umiera masywna gwiazda lub łączą się dwie gwiazdy neutronowe.

Wybuchy te są tak potężne, że gdyby jeden z nich miał miejsce w odległości tysiąca lat świetlnych od Ziemi – co według przewidywań zdarza się co 500 milionów lat – podmuch promieniowania mógłby uszkodzić naszą warstwę ozonową i mieć katastrofalne skutki dla życia. Jednak szanse na wystąpienie takiego zdarzenia w najbliższej przyszłości są niezwykle niskie.

Po raz pierwszy zaobserwowane prawie sześć dekad temu, rozbłyski gamma mają również potencjał, aby pomóc astronomom lepiej zrozumieć historię Wszechświata, od jego najwcześniejszych gwiazd do tego, jak wygląda on dzisiaj.

Nowy katalog GRB

.W najnowszym badaniu, przeprowadzonym przez naukowców z National Astronomical Observatory of Japan, pod kierownictwem profesor Marię Giovannę Dainotti i opublikowanym w czasopiśmie w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, zarejestrowano 535 GRB – z których najbliższy znajdował się 77 milionów lat świetlnych od Ziemi – posługując się 455 teleskopami i instrumentami na całym świecie.

Badacze porównali swoją kolekcję do 110 obiektów głębokiego kosmosu skatalogowanych przez francuskiego astronoma Charlesa Messiera w XVIII wieku. Katalog ten do dziś dostarcza astronomom szereg łatwych do znalezienia punktów na nocnym niebie.

„Nasze badania zwiększają nasze zrozumienie tych enigmatycznych kosmicznych eksplozji. Rezultatem jest katalog podobny do tego stworzonego przez Messiera 250 lat temu, który sklasyfikował obserwowalne wówczas obiekty głębokiego kosmosu” – mówi profesor Dainotti.

Astronomowie skrupulatnie badali, w jaki sposób światło GRB docierało do Ziemi przez tygodnie, a w niektórych przypadkach nawet miesiące po eksplozji. Rezultatem jest, jak twierdzą, największy jak dotąd katalog GRB obserwowanych w optycznych długościach fal ze zmierzonymi odległościami. Obejmuje on 64 813 obserwacji fotometrycznych zebranych w ciągu 26 lat, z wkładem satelity Swift, kamery RATIR i teleskopu Subaru.

To, co badacze uznali za szczególnie interesujące w swoich odkryciach, to fakt, że prawie jedna trzecia zarejestrowanych rozbłysków gamma (28 proc.) nie zmieniła się ani nie ewoluowała, gdy światło z eksplozji przemieszczało się w przestrzeni kosmicznej.

„Obserwacje sugerują to, że niektóre z najnowszych GRB zachowują się dokładnie tak samo, jak te, które miały miejsce miliardy lat temu. Takie odkrycie zaprzecza powszechnemu obrazowi Wszechświata, w którym obiekty ewoluowały w sposób ciągły od czasu Wielkiego Wybuchu” – twierdzi Rosa Becerra z University of Tor Vergata w Rzymie.

„Zjawisko to może wskazywać na bardzo osobliwy mechanizm powstawania tych eksplozji, sugerując, że gwiazdy związane z GRB są bardziej prymitywne niż te, które narodziły się niedawno. Hipoteza ta wymaga jednak dalszych badań” – zaznacza profesor Dainotti.

W przypadku kilku GRB, w których ewolucja optyczna zbiega się z ewolucją rentgenowską, możliwe jest, jak wskazują naukowcu prostsze wyjaśnienie.

„W szczególności obserwujemy rozszerzającą się plazmę złożoną z elektronów i pozytonów, która z czasem stygnie i podobnie jak gorący żelazny pręt emitujący coraz więcej czerwonego światła w miarę stygnięcia, widzimy przejście mechanizmu emisji. W tym przypadku mechanizm ten może być powiązany z energią magnetyczną, która zasila te zjawiska” – twierdzi profesor Bruce Gendre z University of the Virgin Islands.

Naukowcy chcą teraz, aby społeczność astronomiczna pomogła w dalszym rozszerzaniu katalogu GRB. Udostępnili oni dane za pośrednictwem aplikacji internetowej i zaprosili swoich kolegów do uzupełnienia zbioru, najlepiej poprzez udostępnienie wyników w tym samym formacie.

Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy

.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.

„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.

„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.

„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.

„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.

Oprac. EG