Hubble bada najbardziej energetyczny rozbłysk promieniowania gamma w historii

New observations from the NASA/ESA Hubble Space Telescope have investigated the nature of the powerful gamma-ray burst GRB 190114C by studying its environment. Gamma-ray bursts are the most powerful explosions in the Universe. They emit most of their energy in gamma rays, light which is much more energetic than the visible light we can see with our eyes. Hubble’s observations suggest that this particular burst displayed such powerful emission because the collapsing star was sitting in a very dense environment, right in the middle of a bright galaxy 5 billion light years away.
Źródło: ESA/Hubble, M. Kornmesser

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.

Źródło: ESA/Hubble, M. Kornmesser

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.

Źródło: NASA, ESA, A. de Ugarte Postigo and A. J. Levan 

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

Radek Kosarzycki

Popularyzator astronomii. Kulturalny cham. Od 2015 r. codziennie pisze i mówi o kosmosie na Pulsie Kosmosu. Od 2020 r. pisze o kosmosie także na najlepszym polskim portalu technologicznym Spider's Web.