Hubble bada najbardziej energetyczny rozbłysk promieniowania gamma w historii

Najnowsze obserwacje przeprowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a pozwoliły naukowcom zbadać naturę rozbłysku promieniowania gamma GRB 190114C.

Rozbłyski promieniowania gamma to najsilniejsze eksplozje we Wszechświecie. Większość energii emitują w zakresie promieniowania gamma, znacznie bardziej energetycznym od zakresu widzialnego, który możemy obserwować na własne oczy.

W styczniu 2019 roku, paleta teleskopów, w tym Swift, Fermi oraz Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC), zarejestrowała ekstremalnie jasny i długi rozbłysk promieniowania gamma. Rozbłysk ten skatalogowany jako GRB 190114C charakteryzuje się tym, że część wyemitowanego w nim promieniowania posiadało najwyższą jak dotąd obserwowaną energię: 1 teraelektronowolt (TeV) – około biliona razy więcej energii na foton niż w przypadku promieniowania widzialnego. Naukowcy próbowali zaobserwować tak wysokoenergetyczną emisję z GRB od wielu lat, zatem odkrycie to stanowi ogromny krok dla astrofizyki wysokich energii.

Wcześniejsze obserwacje wykazały, że aby uzyskać tak wysoką energię, materia musi być emitowana z zapadającej się gwiazdy z 99,999% prędkości światła. Następnie materia ta przebija się przez gaz otaczający gwiazdę, powodując powstanie fali uderzeniowej, która z kolei odpowiada za rozbłysk promieniowania gamma. To właśnie teraz astronomowie po raz pierwszy zaobserwowali tak ekstremalnie energetyczne promienie gamma.

Naukowcy postanowili zbadać GRB 190114C za pomocą kilku obserwatoriów naziemnych i kosmicznych. Europejscy astronomowie otrzymali czas obserwacyjny na Kosmicznym Teleskopie Hubble’a do przeprowadzenia obserwacji rozbłysku promieniowania gamma, zbadania jego otoczenia i czynników odpowiadających za ekstremalną emisję.

“Obserwacje przeprowadzone za pomocą Hubble’a wskazują, że ten konkretny rozbłysk znajdował się w bardzo gęstym ośrodku, w samym środku jasnej galaktyki znajdującej się 5 miliardów lat świetlnych od Ziemi” tłumaczy jeden z głównych autorów opracowania, Andrew Levan z Instytutu Matematyki, Astrofizyki i Fizyki Cząstek na Uniwersytecie Radboud w Holandii.

Astronomowie wykorzystali Kosmiczny Teleskop Hubble’a oraz Bardzo Duży Teleskop (VLT) oraz Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA) do zbadania galaktyki macierzystej tego rozbłysku. Zainstalowana na Hubble’u kamera Wide Field Camera 3 pozwoliła sprawdzić czy właściwości środowiska układu macierzystego, który składa się z bliskiej pary oddziałujących ze sobą galaktyk, mogła przyczynić się do powstania tych niezwykle energetycznych fotonów. Badany rozbłysk promieniowania gamma miał miejsce w jądrze masywnej galaktyki – to gęstsze otoczenie od tego, w jakim najczęściej obserwuje się GRB. Być może to ono odpowiada za powstanie zaobserwowanych energetycznych fotonów.

“Naukowcy od dawna próbowali zaobserwować bardzo energetyczne promieniowanie z GRB”, tłumaczy główny autor opracowania Antonio de Ugarte Postigo z Instituto de Astrofisica de Andalucia w Hiszpanii. “Te nowe obserwacje stanowią ważny krok na drodze do zrozumienia rozbłysków promieniowania gamma, ich bezpośredniego otoczenia i tego jak materia zachowuje się przy prędkości 99,999% prędkości światła”.

Źródło: STScI