septembrie 26, 2021

Obiectiv Jurnalul de Tulcea – Citeste ce vrei sa afli

Informații despre România. Selectați subiectele despre care doriți să aflați mai multe

Fermi al NASA a detectat un impuls ciudat de radiații de mare energie care se îndreaptă spre Pământ

Când nucleul unei stele masive se prăbușește, poate forma o gaură neagră. O parte din materialul înconjurător se scurge ca jeturi puternice care se grăbesc spre exterior cu aproape viteza luminii în direcții opuse, așa cum se arată aici. Jeturile din stelele care se prăbușesc produc de obicei raze gamma timp de câteva secunde până la minute. Astronomii cred că avioanele din GRB 200826A s-au oprit rapid, provocând cea mai scurtă explozie de raze gamma (violet) de la o stea prăbușită vreodată văzută. Credit: Centrul de zbor spațial Goddard al NASA / Chris Smith (KBRwyle)

Pe 26 august 2020, telescopul spațial Fermi Gamma Ray de la NASA a detectat un puls de radiații de mare energie care alergă spre Pământ de aproape jumătate din viața universului actual. Durând doar aproximativ o secundă, sa dovedit a fi una dintre cărțile de înregistrări – cea mai scurtă explozie de raze gamma (GRB) cauzată de moartea unei stele masive văzute vreodată.

GRB-urile sunt cele mai puternice evenimente din univers și pot fi detectate de-a lungul a miliarde de ani lumină. Astronomii îl clasifică ca fiind lung sau scurt în funcție de faptul dacă evenimentul va dura mai mult de două secunde sau mai puțin. Au observat explozii lungi asociate cu dispariția stelelor masive, în timp ce cele scurte au fost legate de un scenariu diferit.

Astronomii au colectat date de la telescopul spațial Fermi Gamma Ray, alte misiuni spațiale și observatoare terestre ale NASA pentru a dezvălui originea GRB 200826A, o explozie scurtă, dar puternică de radiații. Este cea mai scurtă explozie despre care se știe că este alimentată de o stea care se prăbușește – și nu s-a întâmplat aproape niciodată. Credit: Centrul de zbor spațial Goddard al NASA

„Știam deja că unele GRB-uri de la stele masive se pot înregistra ca GRB-uri scurte, dar am crezut că acest lucru se datorează unor limitări mecaniciste”, au spus Bin-bin Zhang de la Universitatea Nanjing din China și Universitatea din Nevada din Las Vegas. “Această explozie este specială, deoarece este cu siguranță un GRB de scurtă durată, dar celelalte caracteristici ale sale indică originea sa dintr-o stea prăbușită. Știm acum că stelele muribunde pot produce și explozii scurte.”

Erupția a fost denumită GRB 200826A, după data producerii acesteia, și face obiectul a două lucrări publicate în Nature Astronomy luni, 26 iulie. Primul, condus de Zhang, explorează datele cu raze gamma. Al doilea, condus de Thomas Ahomada, doctorand la Universitatea din Maryland, College Park și Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland, descrie decolorarea lungimilor de undă multiple decolorate ale aurorelor GRB și lumina emergentă a supernovai care rezultă explozie.

READ  Wisconsin a atins 3,5 milioane de „lovituri la braț” și mai puțin de 600 de cazuri noi de COVID-19 au fost confirmate duminică.

“Credem că acest eveniment a fost efectiv un eșec, un eveniment care a fost aproape de a se întâmpla deloc”, a spus Ahumada. “Cu toate acestea, explozia a eliberat de 14 milioane de ori mai multă energie decât întreaga Căi Lactee în aceeași perioadă de timp, făcându-l unul dintre cele mai active GRB cu rază scurtă de acțiune vreodată”.

Când o stea mult mai mare decât Soarele rămâne fără combustibil, miezul său se prăbușește brusc și formează o gaură neagră. Pe măsură ce materia se rotește spre gaura neagră, o parte din ea scapă sub forma a două jeturi puternice care se grăbesc spre exterior cu aproape viteza luminii în direcții opuse. Astronomii detectează un GRB numai atunci când unul dintre aceste jeturi se îndreaptă aproape direct spre Pământ.

Fiecare jet trece prin stea, producând un puls de raze gamma – cea mai mare formă de energie a luminii – care poate dura până la câteva minute. După explozie, steaua sfărâmată se extinde rapid într-o supernovă.

Pe de altă parte, GRB-urile scurte se formează atunci când perechi de obiecte compacte – cum ar fi stelele de neutroni, care se formează și în timpul prăbușirii stelare – se ciocnesc spre interior de-a lungul a miliarde de ani. Recent, observațiile Fermi au ajutat să arate că, în galaxiile din apropiere, rachete gigantice de la stele neutronice izolate și stele supermagnetice se maschează, de asemenea, ca scurte explozii de raze gamma.

GRB 200826A a fost o explozie puternică de emisii mari de energie care a durat doar 0,65 secunde. După ce a călătorit câteva eoni prin universul în expansiune, semnalul s-a întins până la aproximativ o secundă când a fost detectat de instrumentul Fermi observând explozia de raze gamma. Evenimentul a fost prezentat, de asemenea, în instrumentele de la bordul misiunii eoliene a NASA, care orbitează un punct între Pământ și soare, la aproximativ 1,5 milioane de kilometri distanță, și Mars Odyssey, care orbitează planeta roșie din 2001. ESA (European Space Continuity) ) Satelitul INTEGRAL al agenției a explodat, de asemenea.

Toate aceste misiuni participă la un sistem de poziționare GRB numit Rețeaua Planetară Internațională (IPN), pentru care Proiectul Fermi asigură toate fondurile SUA. Deoarece stropirea ajunge la fiecare detector la momente ușor diferite, orice pereche de ele poate fi folosită pentru a ajuta la restrângerea locului pe cer. La aproximativ 17 ore după GRB, IPN și-a restrâns poziția la un petic de cer relativ mic în constelația Andromeda.

READ  Astronomii descoperă ceea ce ar putea fi una dintre cele mai vechi stele din universul cunoscut

Folosind Zwicky Transit Facility (ZTF) finanțat de Fundația Națională a Științei de la Observatorul Palomar, echipa a scanat cerul pentru schimbări de lumină vizibilă care ar putea fi legate de aurorele GRB care se estompează.

Fading Twilights de la GRB 200826A

GRB 200826A a fost detectată imaginea aurorei decolorate (centru). Credit: ZTF și T. Ahumada și colab. , 2021

„A face această cercetare este ca și cum ai încerca să găsești un ac într-un fân, dar IPN ajută la micșorarea fânului”, a spus Shreya Anand, student absolvent la Caltech și coautor al ziarului Twilight. „Din cele peste 28.000 de alerte ZTF din prima noapte, doar una a îndeplinit toate criteriile noastre de căutare și a apărut, de asemenea, în regiunea cerului definită de IPN.”

Într-o zi de la explozie, Observatorul Neil Gehrells Swift al NASA a detectat o emisie de raze X care se estompează din aceeași locație. Două zile mai târziu, o emisiune radio variabilă a fost detectată de matricea foarte mare Karl Jansky a Observatorului Național de Astronomie Radio din New Mexico. Echipa a început apoi să observe aurora cu o varietate de facilități la sol.

Observând galaxia slabă asociată exploziei folosind Gran Telescopio Canarias, un telescop de 10,4 metri la Observatorul Roque de los Muchachos din La Palma, în Insulele Canare ale Spaniei, echipa a arătat că lumina sa durează 6,6 miliarde de ani pentru a ajunge la noi. Aceasta reprezintă 48% din vârsta actuală a universului de 13,8 miliarde de ani.

Dar pentru a dovedi că această scurtă explozie a venit din prăbușirea unei stele, cercetătorii au avut nevoie și de a captura supernova emergentă.

„Dacă explozia a fost cauzată de prăbușirea unei stele, atunci odată ce aurora ulterioară se estompează, ar trebui să se aprindă din nou din cauza exploziei primare a supernovai”, a spus Leo Singer, astrofizician la Goddard și consilier al cercetării Ahumada. „Dar la aceste distanțe, aveți nevoie de un telescop foarte mare, foarte sensibil, pentru a capta punctul de lumină de la supernova din strălucirea de fundal a galaxiei gazdă.”

Pentru a efectua cercetarea, Singer a primit timp pe Telescopul Gemini North de 8,1 metri din Hawaii și folosind un instrument sensibil numit Spectrometru Multi-Object Gemini. Astronomii au imaginat galaxia gazdă în lumină roșie și infraroșie începând cu 28 de zile după explozie, repetând căutarea la 45 și 80 de zile după eveniment. Au detectat o sursă aproape de infraroșu – o supernovă – în primul set de observații care nu poate fi văzut în observațiile ulterioare.

READ  Evenimente celeste din iunie pentru a urmări știrile tehnice, Firstpost

Cercetătorii cred că această explozie a fost provocată de avioane care abia ieșeau din stea înainte de a se închide, mai degrabă decât de cazul mai frecvent în care avioanele de lungă durată erup din stea și parcurg distanțe mari de ea. Dacă gaura neagră a emis jeturi mai slabe sau dacă steaua era mult mai mare când a început să se prăbușească, este posibil să nu fi existat deloc un GRB.

Această descoperire ajută la rezolvarea unui mister de lungă durată. În timp ce GRB-urile lungi trebuie asociate cu supernove, astronomii descoperă un număr mult mai mare de supernove decât cele lungi. Această discrepanță persistă chiar și după ce se ia în considerare faptul că GRB-urile trebuie să se apropie de linia noastră de vedere pentru ca astronomii să le detecteze deloc.

Cercetătorii au ajuns la concluzia că stelele care se prăbușesc, care produc GRB scurte, trebuie să fie stări marginale oscilante la viteza luminii pe marginea succesului sau a eșecului, o concluzie în concordanță cu ideea că cele mai multe stele masive mor fără a produce jeturi și GRB-uri deloc. Mai general, acest rezultat demonstrează în mod clar că singura durată a rafalei nu indică în mod unic sursa sa.

Referințe:

„O ciudată rază gamma de scurtă durată a izbucnit ca urmare a prăbușirii nucleului unei stele masive” de B.-B. Chang, Z.-K. Liu, Z.-K. Bing, Y. Lee, H.-C. Lu, J .; Yang, Y.-S. Yang, Y.-H. Yang, Y.-Z. Meng, c. Zou, H.-Y. Da, X.-G. Wang, J.-R. Mao, X.-H. Chow, c. Bay, A. G.; Castro; Tirado, Y.-D. El, Z.-G. Ziua, E .; Liang și B. Zhang, 26 iulie 2021, disponibil aici. astronomie naturală.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01395-z

„Descoperirea și confirmarea celei mai scurte explozii de raze gamma de la prăbușire” de Thomas Ahomada, Leo B. Cântăreață, Shreya Anand, Michael W. Coughlin, Mansi M. , Harsh Kumar, Peter TH Pang, Eric Burns, Virginia Cunningham, Simone Dichiara, Tim Dietrich, Dimitri S. Svenkin, Moza Mwala, Alberto J. Astro-Tirado, Keshalai D., Rachel Dunwoody, Pradeep Jatkin, Erica Hammerstein, Shabnam Iani, Joseph Mangan, Dan Burley, Sonalika Burkayasta, Eric Belm, Varun Bhalerau, Bryce Bolin, Mattia Paula, Christopher Canella, Poonam Chandra, Dmitri A. Dove, Dmitri Fredericks, Avishai Gal Yam, Matthew Graham, Anna Y Qiu Ho, Kevin Hurley, Viraj Karampilkar, Eric C. Cole, SR Kulkarni, Ashish Mahabal, Frank Massey, Sheila McBrain, Shashi B Pandey, Simeon Riosch, Anna Rednaya, Philip Rosnett, Benjamin Rusholme, Anna Sagues Carracedo, Roger Smith, Mayan Somaniak, Robert Stein, Eleonora Troga, Anastasia Tsvetkova, Richard Walters A Azmeh Valev, 26 iulie 2021, astronomie naturală.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01428-7

Telescopul spațial Fermi Gamma Ray este un parteneriat în astrofizică și fizica particulelor, operat de Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland. Fermi a fost dezvoltat în colaborare cu Departamentul de Energie al SUA, cu contribuții importante din partea instituțiilor academice și a partenerilor din Franța, Germania, Italia, Japonia, Suedia și Statele Unite.