Starodavne zvezdne kopice, planetarne meglice, raznovrstne galaksije - vse to nas navdušuje vsakič, ko pogledamo v vesolje. Včasih moramo za to, da odkrijemo nov del tega prečudovitega sveta, pogledati svet v malo drugačni luči - z najrazličnejšimi instrumenti lahko pokukamo v svet dolgih, radijskih valovnih dolžin, ali pa v visokoenergijski del elektromagnetnega spektra. Izbruhi sevanja gama so eni izmed redkih objektov, katerih sevanje lahko opazujemo prav v vseh valovnih dolžinah. In sem pa tja se zgodi, da en sam izbruh v sebi nosi izjemno količino informacij. Predstavljamo vam izbruh GRB 130427A!
Izbruhi sevanja gama so najmočnejše eksplozije v vesolju. Povezani so s smrtjo masivnih zvezd [1]. Take zvezde se proti koncu svojega življenja sesedejo (kolapsirajo) in pri ravno pravšnjih fizikalnih pogojih pri tem nastane bimodalni reltivistični curek snovi. Curek je sestavljen iz lupin. Pri medsebojnem trku posameznih lupin nastane kratko a intezivno sevanje v gama področju valovnih dolžin, kar mi opazimo kot izbruh sevanja gama - v času nastanka tak izbruh povsem zasenči vse ostale vire sevanja gama v vesolju, vključno z našo Galaksijo. Zvezde so običajno obdane z medzvezdno snovjo. Ko curek trči v medzvezdno snov, nastane sevanje manjših energij, imenovano zasij, katerega lahko opazujemo vse od rentgenskih pa do radijskih valovnih dolžin. Intenziteta zasija s časom pada, zato ga običajno lahko opazujemo od nekaj dni do nekaj tednov, preden postane pretemen.
Kako pa pravzaprav vemo, da so izbruhi povezani s smrtjo zvezd? Zgornji opis spominja na še en zanimiv pojav - eksplozijo supernove. Pričakujemo torej, da bi poleg zasija morali opaziti tudi sevanje, ki ga proizvede supernova. A izsev supernove v posamezni valovni dolžini je veliko manjši od izseva zasija. Večina detektiranih izbruhov pa je tako daleč, da je morebitna supernova enostavno pretemna, da bi jo opazili. Vseeno je bila supernova v nekaj primerih že detektirana, kar potrjuje povezavo med izbruhi sevanja gama in kolapsom masivnih zvezd.
Porazdelitev oddaljenosti (rdeči premik) in energije izbruhov sevanja gama. GRB 130427A je označen z zvezdico. Vidimo, da spada med bolj svetle in med nam najbližje izbruhe. Vir
Satelit Swift je 27. aprila detektiral izjemno svetel izbruh sevanja gama [2]. Izbruh spada med najsvetlejše izbruhe, kar je prikazano na zgornji sliki (grb 130427A je označen z zvezdico), kjer vidimo tudi, da spada med nam najbližje izbruhe. Svetlemu gama izbruhu je sledil tudi izjemno svetel zasij - gre za drugi najsvetlejši zasij, kar smo jih kadarkoli opazovali. Bližina izbruha je že na začetku obetala možnost opazovanja supernove, ki bi nastala skupaj z izbruhom.
Padanje intenzitete zasija s časom - čas merimo od detekcije izbruha gama dalje. Prispevek supernove je opazen več kot deset dni po izbruhu. Astrofiziki so svetlobno krivuljo supernove dobili tako, da so od opazovanj (črne točke) odšteli prispevek zasija in galaksije gostoteljice. Vir
Več kot deset dni je bilo potrebnih, da je zasij postal dovolj temen, supernova pa dovolj svetla, da se je slednja razkrila opazovalcem (zgornja slika). Takoj po odkritju je bil posnet tudi spekter supernove, ki je potrdil njeno prisotnost: spekter zasija ima namreč potenčno obliko, spekter supernove pa je veliko bolj razgiban in ima, če je povezana z izbruhom sevanja gama, prisotne zelo široke absorpcijske črte. Spektri, posneti v različnih časih po izbruhi, so prikazani na spodnji sliki, kjer se opazi spektralni razvoj iz zasija v supernovo.
Spekter zasija v različnih časih po izbruhu. Na začetku ima spekter enostavno, potenčno obliko. Kasneje se v spektru pojavi odtis supernove. Vir
Poleg vznemirljivega odkritja supernove, je ta izbruh zanimiv tudi zaradi zgodnjih opazovanj zasija v optičnih in radijskih valovnih dolžinah. Ta opazovanja namreč razkrijejo posebno emisijo, ki nosi pomembne informacije o fizikalnih lastnostih okolja, v katerem zasij nastane (kot je npr. morebitna prisotnost magnetnih polj). Ta komponenta je bila do sedaj opažena zgolj v nekaj zasijih.
Gre torej za izjemen dogodek, ki izbruhe sevanja gama predstavi v najlepši možni luči.
----------------------------------------------------------------
[1] Govorimo o t.i. dolgih izbruhih sevanja gama. Obstaja tudi razred kratkih izbruhov, katerih nastanek je povezan z zlitjem dveh kompaktnih zvezd (nevtronske zvezde in črne luknje, ali dveh črnih lukenj). Več o kratkih izbruhih najdete v tej novici.
[2] Ime izbruha je sestavljeno iz angleške kratice GRB (gamma-ray burst), ter datuma odkritja.
Vir: Xu et al., Laskar et al.