Koyu gama ışını patlaması GRB020819. Fotoğraf kredisi: Keck. Büyütmek için tıklayın.
Evren hakkında bildiğimiz her şey bize ışık ajansı aracılığıyla geliyor. Maddenin aksine ışık, uzaydaki geniş mesafeleri enstrümanlarımıza taşımak için benzersiz bir şekilde uygundur. Bununla birlikte, çoğu astronomik olay kalıcı ve tekrarlanabilirdir - uzun süreli gözlem için “takılmaya” veya düzenli olarak “geri dönmeye” güvenebiliriz. Ancak bu, gama ışını patlamaları (GRB'ler) için geçerli değildir - saçma yüksek enerji seviyelerine sahip fotonları (ve atom altı parçacıkları) aşırı yükleyen gizemli kozmolojik olaylar.
İlk tespit edilen göksel GRB, 1967'de nükleer silah anlaşması izlemesi sırasında meydana geldi. Bu olay, dünya dışı kökenleri doğrulanmadan önce yıllarca analiz gerektirdi. Bu keşfin ardından, Gezegenlerarası Ağ (IPN) içindeki çeşitli uzay sondalarında bulunan dedektörler kullanılarak ilkel üçgenleme yöntemleri uygulamaya konuldu. Bu tür yöntemler çok sayıda çıtırtı gerektirdi ve Dünya tabanlı enstrümanlar kullanarak anında takibi imkansız hale getirdi. Gecikmelere rağmen, yüzlerce gama ışını kaynağı kataloglandı. Günümüzde - interneti kullanıyor olsa bile - IPN tipi algılama yaklaşımı kullanarak yanıt vermek için hala birkaç gün gerekir.
Bütün bunlar 1991'de NASA'nın Compton Gamma Ray Gözlemevi'ni (CGRO) uzay mekiği Atlantis'i “Büyük Gözlemevleri” programının bir parçası olarak kullanarak uzaya koymasıyla değişmeye başladı. Gökyüzünü taradıktan sonraki dört ay içinde CGRO, gökbilimcilere, Evrenin neredeyse günlük olarak dağınık ve yaygın olarak dağıtılmış gamma ışını paroksizmleri geçirdiğini açıkça gösterdi - uzay-zaman uçurumu.
Ancak CGRO'nun bir ana sınırlaması vardı - gama ışınlarını hızlı bir şekilde algılayabilmesine ve astronomları hızlı bir şekilde uyarabilmesine rağmen, bu tür olayların uzayda nerede olduğu konusunda özellikle doğru değildi. Bu büyük “hata çemberi” nedeniyle, gökbilimciler bu tür olayların “gün batımı sonrası kızılötesi” ışıklarını bulamıyorlardı. Bu sınırlamaya rağmen CGRO, süpernova, pulsarlar, kara delikler, kuasarlar ve hatta Dünya'nın kendisi de dahil olmak üzere yüzlerce sürekli, periyodik ve epizodik gama ışını kaynağını tespit etmeye devam etti! Bu arada CGRO da şüphesiz bir şey keşfetti - bazı pulsarlar, görünür ışığa eşlik etmeden gama ışınlarının dar bantlı vericileri olarak işlev gördü - ve orada gökbilimcinin ilk “karanlık” GRB'leri vardı.
Bugün biliyoruz ki, “karanlık pulsarlar” Evren'deki tek “karanlık” gama ışını kaynakları değildir. Gökbilimciler epizodik (sadece bir kerelik) GRB'lerin küçük bir kısmının da görünür ışıkta düşük olduğunu belirlediler ve bunlar - olağandışı ve açıklanamayan herkes tarafından gıdıklanan gibi - nedenini bilmek istiyorlar. Aslında GRB'ler o kadar benzersizdir ki, merakla sık sık “Bir GRB gördüğünüzde, bir GRB gördünüz” şeklinde duyulabilir.
GRB afterglow'ların optik tespitini basitleştiren ilk uydu BeppoSAX oldu. İtalyan Uzay Ajansı tarafından 1990'ların ortalarında geliştirilen BeppoSAX, 30 Nisan 1996'da Cape Canaveral'dan fırlatıldı ve 2002 yılına kadar X-ışını emisyon kaynaklarını tespit etmeye ve tespit etmeye devam etti. BeppoSax'ın hata çemberi, optik gökbilimcilerin birçok GRB'yi hızla izleyebilmelerini sağlayacak kadar küçüktü. yer tabanlı enstrümanlar kullanarak görünür ışıkta ayrıntılı çalışma için gün batımı sonrası kızıllık.
BeppoSAX, Dünya'nın atmosferine 29 Nisan 2003'te yeniden girdi, ancak bu zamana kadar NASA’nın yerine (HETE-2 Yüksek Enerji Geçici Explorer-2) düşük toprak yörüngesindeki istasyonda zaten birkaç yıl oldu. Enstrüman HETE-2'de (ilk enkarnasyonu HETE, 1996'da Pegasus roketinin üçüncü aşamasından ayrılamadı) X-ışını algılama aralığını genişletti ve daha sıkı hata çevreleri sağladı - sadece astronomların tepki sürelerini iyileştirmek için ihtiyaç duydukları şey GRB afterglow'ları bulmak.
İki yıl ve birkaç ay sonra (19 Ağustos 2002 Pazartesi) HETE-2, Balıklar Balık takımyıldızının başına yakın bir yerde güçlü bir gama ışını kaynağı olarak tespit edildi. Bu olay (GRB 020819 olarak adlandırılmıştır), bir dizi astronomik gözlemevinin, olayın nerede gerçekleştiğini belirlemek ve olayı yönlendiren fenomeni anlamaya yardımcı olmak için radyo frekansı, kızılötesine yakın ve görünür ışık fotonları yakalamaya başlamasına neden oldu.
2 Mayıs 2005'te uluslararası bir araştırmacı ekibi (bu makaleyi ispatlayan Kopenhag Danimarka, Niels Bohr Enstitüsü'nden Pall Jakobsson dahil) tarafından yayınlanan “Karanlık Radyo Radyosu ve Ev Sahibi Gökada GRB 020819” makalesine göre, 4 saat içinde Avustralya'da 1 metre Siding Spring Gözlemevi (SSO) teleskopunun algılanması, Ay'ın görünen çapının 1 / 7'sinden daha az bir alana dönüştü. 13 saat sonra, ikinci, biraz daha büyük bir cihaz - Mt. Palomar - kovalamaca da katıldı. Her iki enstrüman da - 22 büyüklüğünde olduğu kadar hafif yakalansa da, o uzay bölgesi için alışılmadık bir şey yakalamadı. Bununla birlikte, büyük ve son derece fotojenik 19.5 büyüklüğünde yüzlü çubuklu sarmal gökada, aletlerinin kavrayışında güzel bir şekilde düştü.
On beş gün sonra, Mauna Kea, Hawaii'deki 10 metrelik Keck ESI enstrümanı, aynı bölgeyi 26.9 büyüklüğüne kadar mavi ve kırmızı ışıkta görüntüledi. Bu optik derinlikte, sarmal galaksinin 3 ark saniyesinde kuzeyde belirgin bir 24. büyüklükteki “damla” (bir HII yıldız oluşum bölgesi olduğundan şüphelenilen) görülebilir. Daha başka bir şey saptamak için son bir girişim daha yapıldı - yine Keck 10 metreyi kullanarak. GRB 020819 bölgesinden çıkan optik ışıkta herhangi bir değişiklik görülmemiştir. Bütün bunlar, 134 gün önce HETE-2 tarafından tespit edilen gama ışını patlamasına eşlik eden görünür bir art arda ışığa eşlik etmediğini doğruladı. Araştırma ekibinin “karanlık gama ışını patlaması” vardı. Daha sonra, onun ne halt olduğunu bulmaya çalışacaktı - ya da en azından ...
Optik ve kızılötesine yakın inceleme döngüsü boyunca periyodik olarak, patlama bölgesi radyo dalgası frekanslarında izlendi. VLA (Çok Büyük Dizi - Socorro, New Mexico'nun elli mil batısında bulunan 27 Y yapılandırılmış 25 metre yemekten oluşan) kullanarak, 8.48 Ghz radyasyonda azalan bir patika yakalamayı başardı ve yerini belirledi.
GRB 020819'dan gelen ilk radyo dalgaları, HETE-2 uyarısından 1.75 gün sonra toplandı. 157. güne kadar, rf enerji seviyeleri, kaynağın artık güvenle görülemeyeceği noktaya düzleşti. Ancak bu zamana kadar, konumu, daha önce keşfedilmemiş sarmal gökadanın çekirdeğinin üç ark saniye kuzeyindeki “damla” ile işaretlenmişti. Ne yazık ki - zayıflığı nedeniyle - blobun kendisine olan mesafe spektrografik olarak belirlenemedi - ancak galaksinin 6.2 BLY kadar uzağında olduğu bulundu ve kaynak ile bir ilişki olması açısından “yüksek güven” e sahip.
Bu tür araştırmalar sonucunda gökbilimciler, ultraviyole, görünür ve neredeyse kızılötesi ışık gibi neredeyse tamamen ara frekansları atlarken, yüksek ve düşük enerjili fotonların büyük akışlarına neden olan bir felaket olayları sınıfı hakkında giderek daha fazla şey öğreniyorlar. Bunu açıklayabilecek bir şey var mı?
GRB 020819'dan öğrenmeye dayanan ekip, karanlık GRB'lerin nasıl meydana gelebileceğine dair üç ateş topu şoku modeli araştırdı. Üçünden (yüksek enerji gazlarının homojen bir ortama eşit bir şekilde genleşmesi, hatta tabakalı bir ortama genişleme ve her iki tip ortama nüfuz eden kolektif bir jet), GRB 020819 davranışlarına en iyi uyum, yüksek enerji gazlarının eşit bir şekilde genişlemesiydi diğer gazların homojen bir ortamına dönüştürülür (1998'de astrofizikçi R. Sari ve ark. tarafından önerilen bir model). Bu izotropik genişleme modelinin erdemi, (araştırma ekibinin sözleriyle), görünür ışığın yokluğunu hesaba katmak için “sadece az miktarda yok olma çağrısında bulunulmasıdır”.
Ekip, karanlık GRB'lerle ilişkili olası senaryoları daraltmanın yanı sıra, “Görece yakın bir patlama olan GRB 020819, HETE-2'nin içinde yer alan 14 GRB'nin ikisinden yalnızca biri. bildirilmiş bir AE içermiyor. Bu, son zamanlarda karanlık patlama fraksiyonunun daha önce önerilenden çok daha düşük, belki de% 10 kadar küçük olduğu önerisine destek veriyor. ”
Yazan: Jeff Barbour
