O explozie de raze gamma detectată de Observatorul integrat de raze gamma ESA la 3 decembrie 2003 a fost studiată cu atenție de luni întregi de o armată de observatorii spațiale și de la sol. Astronomii au ajuns acum la concluzia că acest eveniment, numit GRB 031203, este cea mai apropiată explozie de raze gamma cosmice înregistrată, dar și cea mai slabă. Acest lucru sugerează, de asemenea, că o întreagă populație de explozii sub-energetice de raze gamma a trecut până acum neobservată ...
Izbucnirile cosmice cu raze gamma (GRB) sunt sclipiri de raze gamma care pot dura de la o secundă până la câteva minute și pot apărea în poziții aleatorii pe cer. O fracțiune mare dintre ele se crede că rezultă când o gaură neagră este creată dintr-o stea pe moarte într-o galaxie îndepărtată. Astronomii cred că un disc fierbinte care înconjoară gaura neagră, format din gaz și materie care intră pe el, emite oarecum un fascicul energetic paralel cu axa de rotație.
Conform celei mai simple imagini, toate GRB-urile ar trebui să emită cantități similare de energie cu raze gamma. Fracția detectată pe Pământ ar trebui apoi să depindă de „lățimea” (unghiul de deschidere) și de orientarea fasciculului, precum și de distanță. Energia primită ar trebui să fie mai mare atunci când fasciculul este îngust sau orientat spre noi și mai mic atunci când fasciculul este lat sau este depărtat de noi. Noile date colectate cu observatoarele energetice înalte ale ESA, Integral și XMM-Newton, arată acum că această imagine nu este atât de limpede și că cantitatea de energie emisă de GRB poate varia semnificativ. „Ideea că toate GRB-urile scuipa aceeași cantitate de raze gamma sau că sunt„ lumânări standard ”așa cum le numim noi, este pur și simplu exclusă de noile date”, a spus dr. Sergey Sazonov, de la Institutul de Cercetare Spațială al Academia Rusă de Științe, Moscova (Rusia) și Institutul Max-Planck pentru Astrofizică, Garching în apropiere de Munchen (Germania).
Sazonov și o echipă internațională de cercetători au studiat GRB detectat de Integral la 3 decembrie 2003 și au dat numele de cod al GRB 031203. În cadrul unei înregistrări de 18 secunde de la explozie, Sistemul de alertă de explozie integrală a identificat poziția aproximativă a GRB 031203 în cerul și a trimis informațiile către o rețea de observatorii din întreaga lume. Câteva ore mai târziu, una dintre ele, XMM-Newton de la ESA, a determinat o poziție mult mai precisă pentru GRB 031203 și a detectat o sursă de raze X care se estompează rapid, care a fost văzută ulterior de telescoape radio și optice la sol.
Această bogăție de date le-a permis astronomilor să stabilească faptul că 031203 GRB s-a stins într-o galaxie la mai puțin de 1300 de milioane de ani lumină distanță, ceea ce o face să fie cea mai apropiată GRB observată vreodată. Chiar și așa, modul în care GR31 031203 s-a întunecat cu timpul și distribuția energiei sale nu au fost diferite de cele ale GRB îndepărtate. Apoi, oamenii de știință au început să conștientizeze faptul că conceptul de „lumânare standard” nu poate păstra. „Fiind atât de aproape ar trebui să facă GR 031203 să pară foarte luminos, dar cantitatea de raze gamma măsurate de Integral este de aproximativ o mie de ori mai mică decât ceea ce ne-am aștepta în mod normal de la un GRB”, a spus Sazonov.
O explozie de raze gamma observată în 1998 într-o galaxie mai apropiată a apărut chiar mai slabă, de aproximativ o sută de ori mai puțin strălucitoare decât GRB 031203. Totuși, astronomii nu au putut spune în mod concludent dacă acesta era un GRB autentic, deoarece cea mai mare parte a energiei sale era emisă mai ales ca Raze X în loc de raze gamma. Lucrările echipei lui Sazonov la GRB 031203 sugerează acum că pot exista într-adevăr GRB-uri slabe intrinsec.
O echipă de astronomi americani, coordonată de Alicia Soderberg de la Institutul de Tehnologie din California, Pasadena (SUA), a studiat „ulterior” GRB 031203 și a oferit sprijin suplimentar acestei concluzii. Ulterior, emis atunci când unda blast a GRB șochează mediul difuz din jurul său, poate dura săptămâni sau luni și se estompează progresiv. Folosind Observatorul de raze X Chandra al NASA, Soderberg și echipa sa au văzut că luminozitatea razelor X a postglowului era de aproximativ o mie de ori mai slabă decât cea a GRB-urilor tipice îndepărtate. Observațiile echipei cu telescopul foarte mare Array al Observatorului Național de Astronomie Radio din Socorro (SUA) au relevat și o sursă mai slabă decât de obicei.
Sazonov și Soderberg explică că echipele lor au căutat cu atenție semnele că GRB 031203 ar putea fi înclinat astfel încât cea mai mare parte a energiei sale să scape de detectarea Integral. Cu toate acestea, după cum a spus Sazonov, „faptul că cea mai mare parte a energiei pe care o vedem este emisă în domeniul razelor gamma, mai degrabă decât în razele X, înseamnă că vedem fascicul aproape pe axe.” Prin urmare, este puțin probabil ca o mare parte din producția sa de energie să poată trece neobservată.
Această descoperire sugerează existența unei noi populații de GRB mult mai apropiate, dar și mai slabe decât majoritatea celor cunoscute până acum, care sunt foarte energice, dar îndepărtate. Obiecte de acest tip pot fi, de asemenea, foarte numeroase și astfel pot produce explozii mai frecvente.
Cea mai mare parte a acestei populații ne-a scăpat până acum atenția, deoarece se află la limita detectării cu instrumente din trecut și din prezent. Cu toate acestea, integrala poate fi suficient de sensibilă pentru a dezvălui câteva altele din anii următori. Acestea ar putea fi doar vârful aisbergului și a viitoarelor observatoare cu raze gamma, cum ar fi misiunea Swift a NASA planificată, ar trebui să poată extinde această căutare la un volum mult mai mare al Universului și să găsească mult mai multe GRB sub-energetice.
Sursa originală: Comunicat de presă ESA
