Izbucnirile cu raze gamma (GRB) sunt unul dintre cele mai energice fenomene din Univers și, de asemenea, unul dintre cele mai puțin cercetate. Aceste explozii de energie apar atunci când o stea masivă trece supernova și emite fascicule gemene de raze gamma care pot fi văzute miliarde de ani-lumină depărtare. Deoarece sunt strâns legate de formarea găurilor negre, oamenii de știință au fost dornici să studieze această întâmplare rară în detaliu.
Din păcate, puține oportunități pentru acest lucru au apărut, deoarece GRB-urile au o viață foarte scurtă (durează doar câteva secunde) și cele mai multe s-au întâmplat în galaxii îndepărtate. Dar, datorită eforturilor care au folosit o suită de telescoape, astronomii au reușit să localizeze un GRB (desemnat GRB 190114C) în ianuarie 2019. O parte din radiațiile din acest GRB a fost cea mai mare energie observată vreodată, ceea ce a făcut ca aceasta să fie o piatră de hotar în istorie. de astronomie.
Studiul care descrie aceste descoperiri (intitulat „Observarea emisiilor inverse de Compton dintr-o explozie de raze gamma lungi”) a apărut recent în jurnal Natură și urmează să apară în jurnal Astronomie și Astrofizică. Studiul a fost condus de Antonio de Ugarte Postigo al Institutului de Astrofísică de Andalucía și a inclus membri ai colaborării MAGIC, NASA și institutelor de cercetare din întreaga lume.
Pe scurt, GRB-urile sunt de fapt destul de frecvente, care apar aproximativ o dată pe zi în Universul observabil. Dar, datorită naturii lor scurte și trecătoare, a fost foarte dificil să antrenezi instrumente pe sursă înainte de a dispărea. Dar cu ajutorul mai multor telescoape care sunt optimizate pentru detectarea razelor gamma, GRB 190114 a fost observat la timp.
Acest lucru a inclus Observatorul Neil Gehrels Swift al NASA, Telescopul spațial Ferma Gamma-Ray, precum și telescoapele geografice Major Atmosferic Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) - situate pe Insula Canară din La Palma și operate de Max Planck Institutul de fizică (MPP).
Când aceste telescoape au observat GRB 190114C, au observat că o parte din energia eliberată a fost măsurată în intervalul 1Tera electron volt (TeV) - aproximativ un trilion de ori mai multă energie pe foton observat cu lumină vizibilă. Pe baza observațiilor anterioare, astronomii estimează că, pentru a atinge acest nivel de energie, materialul emis de stea în colaps a trebuit să călătorească cu 99,999% viteza luminii.
Cu alte cuvinte, materialul dintr-o stea pe moarte ar trebui să fie accelerat până la limitele ceea ce poate suporta materia fizică pentru a genera acest tip de explozie energetică. Acest material ar fi apoi forțat prin norii gazoși care înconjoară steaua (rămășițele straturilor exterioare care au fost aruncate în aer), provocând un șoc care creează în sine explozia de raze gamma.
Oamenii de știință încearcă să observe emisiile extrem de energice provenite de la GRB, de multă vreme, iar această explozie a oferit prima oportunitate. După cum a explicat Dr. de Ugarte Postigo într-un comunicat de presă ESA / Hubble:
„Oamenii de știință încearcă să observe emisiile cu energie foarte mare din exploziile de raze gamma de mult timp. Această nouă observație este un pas vital înainte în înțelegerea rafalei de raze gamma, a împrejurimilor lor imediate și a modului în care se comportă materia atunci când se deplasează la 99,999% din viteza luminii. "
Privind în viitor, mai multe observatorii spațiale vor observa supernova care a produs GRB 190114C pentru a afla mai multe despre mediul său și despre cum a fost produsă această explozie extremă. În special, astronomilor europeni li s-a oferit timp de observație cu telescopul spațial Hubble NASA / ESA pentru a studia mediul sursă.
Aceste eforturi au fost asistate de astronomi care folosesc foarte mare telescopul (VLT) al ESO și Array-ul de mare milimetru / submilimetru Atacama (ALMA) din Chile. Combinând observațiile lor cu datele obținute de Hubble, astronomii au putut observa galaxia gazdă a acestui GRB (care se află la 5 miliarde de ani-lumină de pe Pământ) mai detaliat.
După cum a explicat Andrew Levan, de la Institutul de Matematică, Astrofizică și Fizica Particulelor, Departamentul de Astrofizică al Universității Radboud din Olanda, a explicat:
„Observațiile lui Hubble sugerează că această explozie a fost așezată într-un mediu foarte dens, chiar în mijlocul unei galaxii strălucitoare, aflată la 5 miliarde de ani lumină. Acest lucru este într-adevăr neobișnuit și sugerează că ar putea fi motivul pentru care a produs această lumină excepțional de puternică. "
Această etapă demonstrează capacitatea crescândă a instrumentelor astronomice și importanța crescândă a cooperării internaționale. De asemenea, este în conformitate cu epoca actuală a astronomiei, unde descoperirile revoluționare devin tot mai frecvente. În fiecare an care trece, fenomenele care erau cândva prost înțelese sau restricționate sunt acum cercetate în mod regulat.
