Τον Οκτώβριο του 2022, άρχισαν έρευνες για την παρακολούθηση του ουρανού για εκρήξεις στο διάστημα Σαν βάτραχος σε κάλτσα.
ο λόγος? Κάτι 2,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας εξαπέλυσε τη μεγαλύτερη έκρηξη ακτίνων γάμμα που έχει καταγραφεί ποτέ. Το συμβάν, GRB 221009A, σημείωσε υψηλό ρεκόρ των 18 TeV και ήταν τόσο ισχυρό που ταρακούνησε την εξωτερική ατμόσφαιρα της Γης.
Το γεγονός, με το παρατσούκλι The Boat (για το πιο φωτεινό από όλα), αποφασίσαμε αργότερα ότι ήταν η γέννηση μιας μαύρης τρύπας ως αποτέλεσμα του βίαιου θανάτου ενός τεράστιου αστεριού.
Τώρα μια νέα ανάλυση του υπερσύγχρονου φωτός αποκάλυψε την πολυπλοκότητα αυτής της έκρηξης, διαπιστώνοντας ότι με όλη τη μανία των ακτίνων γάμμα, το σκάφος ήταν πραγματικά εκπληκτικά συνηθισμένο, κάτι που δεν περιμέναμε.
«Δεν είναι πιο φωτεινό από προηγούμενες σουπερνόβα». λέει ο αστροφυσικός Peter Blanchard Από το Πανεπιστήμιο Northwestern των Ηνωμένων Πολιτειών.
«Φαίνεται αρκετά φυσικό στο πλαίσιο άλλων σουπερνόβα που σχετίζονται με λιγότερες ενεργητικές εκρήξεις ακτίνων γάμμα (GRBs). αποδεικνύεται ότι είναι έτσι τα πράγματα.
εκρήξεις ακτίνων γάμμα Είναι οι πιο ισχυρές εκρήξεις που έχουν δει ποτέ στο σύμπαν. Είναι, όπως υποδηλώνει το όνομά τους, εκρήξεις ακτινοβολίας γάμμα – το πιο ενεργητικό φως στο σύμπαν – που μπορεί να εκραγεί σε 10 δευτερόλεπτα με την ίδια ενέργεια που εκπέμπει ο Ήλιος σε 10 δισεκατομμύρια χρόνια.
Γνωρίζουμε τουλάχιστον δύο κύρια γεγονότα που μπορούν να δημιουργήσουν GRB: τον σχηματισμό μιας μαύρης τρύπας όταν ένα τεράστιο αστέρι μετατρέπεται σε σουπερνόβα, ή το σουπερνόβα που συνοδεύει τη συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων.
Οι τύποι novae που παράγουν εκρήξεις ακτίνων γάμμα θεωρείται επίσης ότι είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή βαρέων στοιχείων στο σύμπαν. Το πρόβλημα είναι ότι τα βαριά στοιχεία απλά δεν υπήρχαν μέχρι που τα δημιούργησαν τα αστέρια.
Τα αστέρια αποτελούνται κυρίως από αέριο υδρογόνο, το οποίο είναι άφθονο στο σύμπαν, αλλά συνθλίβουν τους ατομικούς πυρήνες μαζί για να σχηματίσουν βαρύτερα στοιχεία. Αυτό ισχύει για τον σίδηρο, επειδή η σύντηξη των ατόμων σιδήρου απορροφά περισσότερη ενέργεια από αυτή που παράγει.
Ωστόσο, στοιχεία βαρύτερα από τον σίδηρο μπορούν να σχηματιστούν κατά τη διάρκεια της βίαιης κρούσης μιας γιγάντιας κοσμικής έκρηξης. Το έχουμε δει! Στον απόηχο των συγκρούσεων με αστέρια νετρονίων, οι επιστήμονες ανακάλυψαν στοιχεία που είναι πολύ βαριά για να έχουν σχηματιστεί από σύντηξη πυρήνα.
Υπάρχουν όμως πολλά που δεν ξέρουμε. Εάν μπορούμε να περιορίσουμε το εύρος των εκρήξεων που είναι πιο πιθανό να παράγουν αυτά τα στοιχεία, θα έχουμε ένα νέο εργαλείο για να κατανοήσουμε όχι μόνο πώς το σύμπαν φτιάχνει πράγματα, αλλά και πόσο συνηθισμένες είναι τέτοιες εκρήξεις.
Οπότε, φυσικά, ο Blanchard και οι συνεργάτες του θέλησαν να ρίξουν μια ματιά στο GRB 221009A για να δουν αν υπήρχαν σημάδια βαρέων στοιχείων στο φως που εκπέμπει.
Έπρεπε όμως να περιμένουν. Η έκρηξη ήταν τόσο δυνατή που τύφλωσε τα όργανά μας.
«Η έκρηξη GRB ήταν τόσο φωτεινή που έκρυψε οποιαδήποτε πιθανή υπογραφή σουπερνόβα τις πρώτες εβδομάδες και μήνες μετά την έκρηξη». εξηγεί ο Blanchard.
«Σε αυτές τις στιγμές, η λεγόμενη υστεροφημία του GRB έμοιαζε με τους προβολείς ενός αυτοκινήτου που έρχεται κατευθείαν προς το μέρος σας, εμποδίζοντάς σας να δείτε το ίδιο το αυτοκίνητο. Έτσι, έπρεπε να περιμένουμε μέχρι να ξεθωριάσει σημαντικά για να μας δώσουμε την ευκαιρία να δείτε το σουπερνόβα».
Μόλις έξι μήνες μετά την πρώτη εμφάνιση της έκρηξης, οι ερευνητές μπόρεσαν να χρησιμοποιήσουν το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb για να εξετάσουν το φως στα υπέρυθρα μήκη κύματος. Με αυτόν τον τρόπο μπόρεσαν να προσδιορίσουν ότι η ίδια η σουπερνόβα ήταν σχετικά φυσιολογική. Ο λόγος που ήταν τόσο φωτεινός ήταν πιθανός επειδή η έκρηξη ακτίνων γάμμα κατευθυνόταν απευθείας στη Γη.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνδύασαν τα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb με ραδιοπαρατηρήσεις από τη συστοιχία Atacama Large Millimeter/submillimeter Array για να αναζητήσουν συγκεκριμένες ζώνες μήκους κύματος σύμφωνα με την παρουσία βαρέων στοιχείων. Ωστόσο, ενώ βρήκαν πράγματα όπως το ασβέστιο και το οξυγόνο, τα οποία είναι αρκετά τυπικά στις σουπερνόβα, δεν υπήρχε κανένα σημάδι παραγωγής βαρέων στοιχείων.
Τώρα, ο ρυθμός με τον οποίο συγχωνεύονται τα αστέρια νετρονίων δεν είναι αρκετός για να δημιουργήσει την ποσότητα βαριάς ύλης που βλέπουμε στο σύμπαν. Γιγαντιαίες εκρήξεις όπως το GRB 221009A αναμενόταν να συμβάλουν, αλλά η έλλειψη βαρέων στοιχείων υποδηλώνει ότι κάναμε λάθος σε αυτό.
Πρέπει λοιπόν να εξετάσουμε άλλες πιθανές πηγές για να δούμε αν μπορούμε να εντοπίσουμε τον ένοχο, λένε οι ερευνητές.
«Δεν είδαμε υπογραφές αυτών των βαρέων στοιχείων, κάτι που υποδηλώνει ότι οι πολύ ενεργητικές εκρήξεις ακτίνων γάμμα όπως το σκάφος δεν παράγουν αυτά τα στοιχεία». λέει ο Blanchard.
«Αυτό δεν σημαίνει ότι όλες οι εκρήξεις GRB δεν τις παράγουν, αλλά είναι μια ουσιαστική πληροφορία καθώς συνεχίζουμε να κατανοούμε από πού προέρχονται αυτά τα βαριά στοιχεία Οι μελλοντικές παρατηρήσεις με το JWST θα καθορίσουν εάν τα «φυσικά» ξαδέρφια της BOAT τα παράγουν. στοιχεία.”
Τα αποτελέσματα έχουν δημοσιευθεί στο Αστρονομία της φύσης.