2008.03.20. - Szabad szemmel is látszó gammakitörés 7,5 milliárd fényév távolságban

A valaha észlelt legnagyobb energiamérlegű gammakitörés optikai megfelelője sötét égboltú helyen akár szabad szemmel is észlelhető volt - 7,5 milliárd fényév távolságból!

Hatalmas tömegű csillagok nukleáris üzemanyaguk elhasználása után óriási szupernóva-robbanásban fejezik be életüket. A csillag magjának gyors, katasztrofális összeomlása révén a kezdeti tömegtől függően neutroncsillag, vagy fekete lyuk jön létre. A legnagyobb tömegű csillagok halálához köthető kataklizmák során ugyanakkor nagy energiájú gammasugárzás, illetve töltött részecskék közel fénysebességgel haladó áradata is megindul kifelé. A gammasugárzást a Földön gammavillanásként detektálják a műszerek. Az összeomló csillag környezetéből kifelé indult részecskeáram pedig rövidesen a környező csillagközi por- és gázfelhőkbe csapódik. A hatalmas sebességgel mozgó részecskék ütközése felhevíti a gázfelhők anyagát, amelyek így utófénylésként megfigyelhető sugárzást bocsátanak ki, ami akár a látható fény tartományában is észlelhető.

A GRB 080319B rendkívül intenzív jelenség volt a röntgen- (balra) és az optikai tartományban is (jobbra).
[NASA/Swift/Immler és tsai]

A NASA Swift űrobszervatóriumának kitörésriasztó távcsöve magyar idő szerint 2008. március 19-én 7:12-kor észlelt (azon a napon másodikként) egy rendkívül intenzív gammavillanást a Bootes (Ökörhajcsár) csillagkép irányából. A riasztás nyomán számos űr- és földi távcsövet állítottak a jelzett égterületre. Így a Swift két másik, a röntgentartományban, illetve az ultraibolya-optikai tartományban működő műszere mellett igen sok távcső követhette figyelemmel a GRB 080319B jelzést kapott eseményt. A földi műszerek közül a lengyel Pi of the Sky projekt chilei robottávcsöve már két másodperccel a Swift riasztása előtt detektálta a jelenség optikai képét, ami pár másodperccel később mintegy 5,8 magnitúdós, vagyis a sötét égen szabad szemmel még éppen megpillantható tartományba fényesedett fel. A kutatók a chilei Very Large Telescope (VLT), illetve a texasi Hobby-Eberly teleszkóp segítségével meghatározták az égitest vöröseltolódását is, amely alapján a robbanás Földtől mért távolsága meghatározható.

Az eredmények szerint minden korábbinál nagyobb energiakibocsátású volt a most megfigyelt gammavillanás. Az optikai tartományban is észlelhető utófénylés erősségét jól jelzi, hogy míg az általában szabad szemmel megpillantható legtávolabbi objektum, a Triangulum-galaxis (M33) tőlünk mindössze 2,9 millió fényévre van, a most észlelt gammakitörés 7500 millió fényévnyire, azaz közel 2500-szer távolabb történt. Jelenleg ez a jelenség a csúcstartó a legtávolabbi szabad szemmel megpillantható égi objektumok között! A kitörés valójában mintegy 7,5 milliárd évvel ezelőtt történt, amikor Univerzumunk fele olyan idős sem volt, mint napjainkban.

A gammavillanásokért felelős nagy energiájú szupernóvák (hipernóvákként is szokás hivatkozni rájuk) a robbanás során rövid ideig saját galaxisukat is túlragyoghatják. A GRB 080319B azonban mintegy 2,5 milliószor fényesebb volt még az eddig valaha észlelt legfényesebb szupernóvánál is. A kutatók a jelenségről rögzített adatok segítségével jelenleg is keresik a választ a rendkívüli fényességre. A kitörés szokatlanul nagy erejéért valószínűleg a robbanást elszenvedő csillag nagyobb tömege, a kibocsátott részecskesugárzás nagyobb intenzitása, esetleg a csillag forgási jellemzői vagy mágneses tere lehet felelős. Ugyanakkor az is nagyon valószínű, hogy a robbanás során kibocsátott energia egy viszonylag szűk sugárban hagyta el a kitörés helyét, amely sugár véletlenül éppen a Föld irányába mutatott. Ebben az esetben a robbanás teljes energiája sok nagyságrenddel kisebb, mint az általunk megfigyelt felvillanás fényességéből és a jelenség távolságából a gömbszimmetria feltételezésével számított óriási érték.

A GRB 080319B fényességét jól szemlélteti, ha a gammavillanást gondolatban sokkal közelebb, a csillagászatban az abszolút fényesség definiálásakor használt 32,6 fényévnyire helyezzük el a Földtől. Míg Napunk az égbolton -26 magnitúdó fényességgel ragyog, a gammakitörés fényessége még ebből a kétmillió Nap-Föld távolságból is kb. -36 magnitúdó lett volna. A 10 magnitudós fényességkülönbség pedig az jelenti, hogy a gammavillanás rövid ideig mintegy tízezer(!) Nap sugárzásával perzselte volna bolygónkat.

Forrás:

• NASA News Release 08-086