Potężne narzędzie do charakteryzowania i klasyfikacji rozbłysków gamma

Nowe narzędzie do charakteryzowania i klasyfikacji błysków gamma (GRBs) pozwoli astronomom na wykorzystanie ich jako wskaźników historii rozszerzania się Wszechświata. Zostało niedawno zaprezentowane przez międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez dr Marię Dainotti, która pracuje na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie, a oprócz tego jest związana z Istituto Nazionale di Astrofisica we Włoszech.

Praca, która została opublikowana w „Astrophysical Journal”, jest statystyczną analizą właściwości nadal tajemniczych błysków gamma, mającą na celu określenie podgrup GRB oraz badanie fizycznego pochodzenia tych układów.

Rozbłyski promieniowania gamma są najpotężniejszymi znanymi zdarzeniami wysokich energii, trwającymi od kilku sekund do kilku godzin. Podczas ich krótkotrwałej fazy emisji promieniowania gamma o bardzo wysokiej energii, emitują taką samą ilość energii, jaką Słońce emituje przez cały okres swojego życia. Dzięki temu są one wykrywane na dalekich odległościach, a ich światło zmierza do nas z okresu, gdy Wszechświat miał zaledwie tysięczną część swojego obecnego rozmiaru. Pomimo obserwacji od dziesięcioleci, wciąż mało wiemy na temat mechanizmów fizycznych, które je wytwarzają. Przy czym proponowanych hipotez nie brakuje, jak np. eksplozje masywnych gwiazd, połączenie się dwóch gwiazd neutronowych, czy spowalnianie obrotu masywnych gwiazd o silnym polu magnetycznym.

Zainteresowanie badaniami nad GRB jest nie tylko ukierunkowane na ich pochodzenie. Ponieważ możemy je wykryć w znacznie wcześniejszych epokach niż supernowe, to jeżeli astronomowie mogliby ustalić ich szczegółowe właściwości fizyczne, a zwłaszcza faktyczną jasność każdego odrębnego obserwowanego błysku gamma, mogłyby one być wykorzystywane do śledzenia historii ekspansji Wszechświata w znacznie bardziej odległych kosmologicznych skalach czasu niż obecnie jest to możliwe.

We wspomnianym artykule naukowcy przeanalizowali mniej energetyczną, ale dłużej trwającą fazę promieniowania rentgenowskiego po rozbłysku gamma. Sugerują, że można na tej podstawie wyróżnić podklasę rozbłysków GRB, w której istnieje zależność pomiędzy długością trwania fazy rentgenowskiego plateau i jasnością, a jasnością samego błysku gamma. Rozrzut jest niewielki w porównaniu do innych klas tych zjawisk, co rodzi nadzieje na wykorzystanie do badań kosmologicznych, w których konieczne jest poznanie precyzyjnej jasności stosowanych znaczników kosmologicznych oraz pewnych innych ich własności.

Istnieją dowody na odmienne fizyczne pochodzenie krótkich rozbłysków gamma. Ma to szczególne znaczenie dla rozwijającej się astronomii fal grawitacyjnych, gdzie można oczekiwać różniących się sygnałów związanych z krótkimi lub długimi rozbłyskami gamma.

W komunikacie wydanym przez włoski instytut INAF można znaleźć obrazowe stwierdzenie, że poszukiwanie tych różnych podgrup rozbłysków gamma przypomina spacerowanie przez nieprzeniknioną dżunglę i słuchanie odgłosów nieznanych zwierząt w oddali – potrafimy w jakiś sposób rozpoznać dłuższe i krótsze odgłosy, ale poza tym pozostają one dla nas nierozróżnialne. Jeżeli jednak komuś uda się ustalić bardziej subtelną klasyfikację opartą na innych szczegółach, zaczniemy zauważać dużo innych własności.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
A 3D step towards sorting out the Gamma-Ray Bursts zoo

Dodaj komentarz