Zespół naukowców wykorzystał należące do NASA teleskopy wykrywające przesunięcia ku czerwieni do obserwacji wyjątkowo jasnego rozbłysku promieniowania gamma (GRB 230307A) i związanej z nim kilonowej. Kilonowe to potężne eksplozje wywołane połączeniem gwiazdy neutronowej z czarną dziurą lub inną gwiazdą neutronową – są niezwykle rzadkie, co utrudnia obserwację takich fuzji.
Jakie informacje znajdziemy w publikacji?
Czym są rozbłyski gamma?
Są nimi wykrywane w niektórych lokalizacjach nieba potężne i występujące w sposób nieregularny bardzo duże skoki poziomu natężenia elektromagnetycznego promieniowania gamma (GRB, ang. gamma-ray burst), którego źródła umiejscowione są z reguły wiele milionów, a często nawet miliardów, lat świetlnych od Układu Słonecznego. Według obecnych ustaleń mogą one trwać od kilku sekund do nawet kilku godzin.
Za źródło takiego promieniowania uważa się wybuchy kilonowej, supernowej lub hipernowej, w efekcie czego dochodzi do zapadnięcia się gwiazdy o masie wielokrotnie przekraczającej masę Słońca i powstania rozbłysku gamma. Ze względu na niezwykłą ekspansję oraz moc takiego promieniowania zasadnym jest zapytanie o jego potencjalny wpływ na życie ziemskie (gdyby rozbłysk gamma nastąpił w naszej galaktyce i był skierowany w kierunku planety) – potencjał energetyczny rozbłysku gamma jest tak ogromny, że mógłby on doprowadzić do wymierania masowo gatunków.
Może również zainteresować …
Kilonowa i potężna eksplozja GRB 230307A
Ogromne możliwości Webba w zakresie obserwacji podczerwieni (dzięki bardzo dużej czułości instrumentów naukowych) pomogły zespołowi badaczy zidentyfikować źródło i lokalizację dwóch gwiazd neutronowych, które w tym przypadku utworzyły kilonową. Do zdarzenia doszło 8.3 mln lat świetlnych od Ziemi, a badania wykazują, że obiekty te zostały wyrzucone przez macierzystą galaktykę spiralną (jedną z dwóch galaktyk karłowatych w Obłoku Magellana) na skutek interakcji grawitacyjnych około 120 tys. lat świetlnych poza jej granice.
Naukowcy zaobserwowali przy tym powstawanie rzadkich pierwiastków chemicznych w GRB 230307A (drugim pod względem poziomu jasności dotychczas zarejestrowanym rozbłysku promieniowania gamma), co rzuca nowe światło na sposób ich ewolucji. Eksplozję obserwowano za pomocą szeregu teleskopów naziemnych i kosmicznych, w tym należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, Kosmicznego Teleskopu Promieniowania Gamma Fermiego (GLAST, skrót od Gamma-ray Large Area Space Telescope) i Obserwatorium Neila Gehrelsa Swifta.
Publikując swoje odkrycia w czasopiśmie Nature, międzynarodowy zespół ekspertów z Uniwersytetu w Birmingham ujawnił, że w następstwie eksplozji odkryty został ciężki pierwiastek chemiczny – tellur. Wszystko wskazuje na to, że materiał powstały po eksplozji zawiera również istotne dla życia ziemskiego pierwiastki śladowe – m.in. jod, tor.
Rozbłyski gamma powstają na skutek dżetów poruszających się z prędkością niemal równą prędkości światła – w tym przypadku napędzanych przez zderzenie dwóch gwiazd neutronowych. Gwiazdy te ostatnie kilka miliardów lat spędziły w interakcji spiralnej, zanim nastąpiła kolizja, czego skutkiem jest właśnie rozbłysk GRB 230307A zarejestrowany pierwotnie w marcu 2023 roku. Oszacowano, że Droga Mleczna ma ponad 1 mln razy słabszy blask niż ten trwający nieco ponad 3 minuty efekt fuzji dwóch gwiazd neutronowych (bardzo długi jak na tego typu zjawisko, które w przypadku typowych rozbłysków trwa kilka sekund). Moc promieniowania gamma w tym przypadku była przynajmniej 1000-krotnie większa w porównaniu do typowych rozbłysków tego typu.
Kolizje gwiazd neutronowych to doskonałe środowisko syntezowania bardzo ciężkich pierwiastków radioaktywnych, których blask zasilał zaobserwowane rzadko spotykane zjawisko kilonowej.
Może również zainteresować …
Rekordzista GRB 221009A
Niekwestionowanym liderem nadal jest jednak rozbłysk gamma GRB 221009A (inna nazwa to Swift J1913.1+1946), odkryty wspólnie 9 października 2022 roku przez Obserwatorium Swift Neila Gehrelsa i Kosmiczny Teleskop Promieniowania Gamma Fermiego.
Według danych naukowców trwał on około 7 minut, a w dodatku jeszcze przez okres kilku godzin był on na tyle jasny w świetle widzialnym, aby mógł zostać zaobserwowany nawet z powierzchni Ziemi. Pomimo ogromnego oddalenia (2.4 mld lat świetlnych) jego efekt odczuła atmosfera ziemska.
(1) phys.org / „Second-brightest gamma-ray burst ever seen observed creating elements needed for life”
(2) www.irishexaminer.com / „Massive space explosion observed creating elements needed for life”
(3) webbtelescope.org / „Webb’s study of the second-brightest gamma-ray burst ever seen reveals tellurium”
