Należący do NASA Kosmiczny Teleskop Fermi zbadał prawdopodobnie najpotężniejszą eksplozję od Wielkiego Wybuchu i odkrył zjawisko, którego nigdy wcześniej nie widziano. Cecha ta może być wynikiem anihilacji cząstek materii i antymaterii z prędkością odpowiadającą 99,9% prędkości światła.
Eksplozja była przykładem rozbłysku promieniowania gamma (GRB); Kiedy została po raz pierwszy zaobserwowana 9 października 2022 roku przez należący do NASA Kosmiczny Teleskop Promieniowania Gamma Fermi i Obserwatorium Neil Girls Swift, otrzymała nazwę GRB 221009A. Wkrótce odkryto siłę rozbłysku gamma, dzięki czemu zyskał miano najjaśniejszej eksplozji, jaką kiedykolwiek zarejestrowano, czyli „łódki”.
„Dopóki jesteśmy w stanie wykryć rozbłyski promieniowania gamma, nie ma wątpliwości, że ten rozbłysk gamma jest najjaśniejszy w historii co najmniej 10-krotnie” – powiedział Wen-Fei Fung, profesor nadzwyczajny fizyki i astronomii i lider grupy Funga w Northwestern i jeden z odkrywców BOAT. Zostało to wówczas wyjaśnione Uważany jest za bardzo jasny.
Naukowcy uważają, że łódź została zwodowana w wyniku eksplozji supernowej, która towarzyszyła śmierci i zapadnięciu się masywnej gwiazdy znajdującej się około 2,4 miliona lat świetlnych od nas. To wydarzenie prawdopodobnie pozostawiło po sobie czarną dziurę.
Powiązany: Naukowcy ustalają pochodzenie „łodzi” – najjaśniejszej kosmicznej eksplozji w historii
„Kilka minut po erupcji monitor błysków gamma w Obserwatorium Fermi zarejestrował niezwykły szczyt energii, który przykuł naszą uwagę” – powiedziała w oświadczeniu Maria Edvig Ravasio, liderka zespołu badawczego z Uniwersytetu Radboud zobaczyłem ten sygnał, dostałem gęsiej skórki. Pokazuje: „Z naszych analiz wynika, że jest to pierwsza linia emisyjna o wysokim stopniu pewności, jaką kiedykolwiek widziano w kosmosie”. 50 lat badań rozbłysków gamma„.”
Co Fermi znalazł w łodzi?
Pierwszy rozbłysk gamma został zaobserwowany w 1967 r. przez amerykańskie satelity Vela, oficjalnie udokumentowany dwa lata później i ujawniony opinii publicznej w 1973 r.
Od tego czasu naukowcy wykryli dużą liczbę rozbłysków gamma i ustalili, że te krótkie błyski światła mają kosmiczne pochodzenie i są najpotężniejszymi i najgwałtowniejszymi eksplozjami w znanym wszechświecie. Najpopularniejszy typ rozbłysków gamma ma miejsce, gdy gwiazdom o masie co najmniej ośmiokrotnie większej od masy Słońca kończy się paliwo i nie są w stanie oprzeć się wewnętrznemu naporowi własnej grawitacji; W rezultacie jego jądra zapadają się. Tworzy to obracającą się czarną dziurę, która kieruje materię do swoich biegunów, wyrzucając ją w dżety poruszające się z prędkością bliską prędkości światła.
Kiedy te dżety kierują się prosto w stronę Ziemi, widzimy je jako rozbłysk promieniowania gamma.
Rozbłyski gamma są tak potężne, że gdyby eksplodowały kilka tysięcy lat świetlnych od Ziemi, mogłyby zniszczyć życie na naszej planecie poprzez zakłócenie lub zniszczenie atmosfery. Jednak nawet wśród tych wszystkich przerażających wydarzeń niemal natychmiast wyróżniały się eksplozje łodzi.
Ostatecznie, korzystając ze statystyk innych zaobserwowanych rozbłysków gamma, naukowcy doszli do wniosku, że wydarzenie tak potężne i jasne jak eksplozja łodzi będzie widoczne na niebie nad Ziemią tylko raz na 10 000 lat. Odkryli również, że pomimo tego, że eksplozja łodzi miała miejsce w odległości 2,4 miliarda lat świetlnych od nas, faktycznie miała wpływ na ziemską atmosferę.
9 października 2022 r. wysokoenergetyczne światło gamma z łodzi BOAT nasyciło większość detektorów promieniowania gamma na orbicie, w tym te na pokładzie Fermi. W rzeczywistości uniemożliwiało to zmierzenie prawdziwej siły eksplozji w najbardziej intensywnym momencie jej trwania. Jednak około pięć minut po wykryciu ŁODZI jej siła osłabła na tyle, że Fermi mógł ją ponownie zobaczyć. Teleskop gamma NASA dostrzegł w swoim świetle dziwną cechę, czyli „widma”, zwaną „domniemaną linią emisyjną”.
Kiedy światło przechodzi przez materię, ponieważ elementy absorbują i emitują światło o określonych częstotliwościach, pozostawiają na tym świetle „odciski palców” absorpcji i emisji. Oznacza to, że naukowcy mogą zrekonstruować pierwiastki, przez które przeszło to światło i określić skład chemiczny obiektów, z którymi oddziałało.
„Chociaż niektóre wcześniejsze badania wykazały możliwe dowody na właściwości absorpcji i emisji innych rozbłysków gamma, późniejsza analiza ujawniła, że mogą to być po prostu fluktuacje statystyczne” – powiedział członek zespołu Om Charan Salavia z Obserwatorium INAF-Brera w Mediolanie w stwierdzenie BOAT jest inne. „Ustaliliśmy, że prawdopodobieństwo, że tą cechą będzie po prostu fluktuacja hałasu, jest mniejsze niż jeden przypadek na pół miliarda”.
Linia emisyjna widziana przez Fermiego w świetle łodzi trwała około 40 sekund i osiągnęła szczytową energię 12 milionów elektronowoltów (MeV). Energia światła w widzialnym obszarze widma elektromagnetycznego waha się od dwóch do trzech elektronowoltów (eV).
Naukowcy sądzą, że znają przyczynę tej właściwości. Każda cząstka materii ma „bliźniaka” cząstek antymaterii. Kiedy te dwie cząstki się spotykają, anihilują, uwalniając swoją energię z powrotem do wszechświata. Możliwe, że cecha widmowa, którą zespół zaobserwował na łodzi, została spowodowana anihilacją elektronów i ich odpowiedników w antymaterii, pozytonów.
„Kiedy elektron i pozyton zderzają się, niszczą się nawzajem, wytwarzając parę promieni gamma o energii 0,511 MeV” – powiedział w oświadczeniu Gur Oganesyan, jeden z członków zespołu z Gran Sasso Science Institute ponieważ patrzymy na dżet, w którym materia porusza się z prędkością zbliżoną do… „Przy prędkości światła ta emisja przybiera głównie kolor niebieski i jest wypychana do znacznie wyższych energii”.
Jeśli zespół ma rację, cząstki z pewnością podróżowałyby z prędkością około 99,9% prędkości światła, zanim uległyby wzajemnemu zniszczeniu.
„Po dziesięcioleciach badania tych niesamowitych kosmicznych eksplozji nadal nie rozumiemy szczegółów działania tych dżetów” – powiedziała członkini zespołu Elizabeth Hayes, naukowiec projektu Fermi w Nikozja Centrum Badań Astronomicznych. Centrum Lotów Kosmicznych NASA Goddard „Znalezienie takich dowodów jest niesamowite” – stwierdził w oświadczeniu.
Wyniki badań zespołu opublikowano w piątek (26 lipca) w czasopiśmie Nauki.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
