A hosszú és rövid gammavillanások különbsége

546

A gammavillanások (GRB-k) az Univerzum ma ismert legnagyobb energiájú
jelenségei. A kitörések alapvetően kétfélék lehetnek: a hosszú ideig tartók akár 20
másodpercig is eltarthatnak, míg a rövidek általában alig néhány tizedmásodpercig villannak fel.
Felfedezésük óta rejtély, hogy vajon a két típusba tartozó kitörések ugyanúgy keletkeznek-e.

Az
elmúlt évek során gyűltek a
bizonyítékok arra vonatkozóan, hogy a hosszú GRB-k
nagy tömegű csillagok összeomlásához köthetők (a legfontosabb
megfigyelési eredmény nagy energiájú szupernóvák és GRB-k
összekapcsolása volt). Ezek a Napnál legalább harmincszor nagyobb
tömegű csillagok életük végén,
a fúziós alapanyagok kifogyásakor fekete lyukká omlanak össze,
miközben hatalmas energiát sugároznak ki irányítottan a
gammasugarak tartományában. Ezzel szemben a rövid GRB-kre csak
elméletek születtek. A legnépszerűbb elképzelések szerint a rövid
gammavillanásokat két kisebb, kompakt objektum – két
neutroncsillag, vagy egy neutroncsillag és egy fekete lyuk – összeolvadása
okozza. Mindkét esetben egy fekete lyuk marad a robbanás után.

A
rövid GRB-k területén az
áttörést a 2005. július 9-én a déli égbolton, a Grus (Daru)
csillagképben észlelt, mindössze egytized másodperces kitörés
észlelése jelentette. A jelenséget a High Energy Transient
Explorer 2 (HETE-2) műhold észlelte, és másodpercekkel a feltűnés után
már pontos égi koordinátákat határozott meg. További megfigyelések
születtek a Chandra
röntgenműholddal, a Hubble Űrtávcsővel, valamint több földi
obszervatórium bevonásával. Az összehangolt méréseknek köszönhetően
első ízben észlelték sikerrel egy rövid GRB optikai utófénylését, ami
lehetővé tette a villanásnak otthont adó galaxis azonosítását. Ez pedig
azért fontos, mert a galaxis távolságát más módszerrel meg lehetett
mérni, azaz először kaptunk pontos képet egy rövid GRB távolságáról,
illetve a robbanás valódi energiájáról.

Csillagászati
értelemben meglepően közel, mindössze egy milliárd fényévre történt a
GRB, ellentétben a hosszú kitörések "szokásos" 8-10 milliárd
fényév körüli távolságaival. A becsült távolság, valamint az észlelt
fényességek alapján az esemény legalább
ezerszer kisebb energiájú volt, mint egy tipikus hosszú kitörés.

További
megerősítést jelentett a gammavillanás galaxison belüli helyzete. A
kitörés a galaxis peremvidékén történt, ahol a kettős neutroncsillagok
gyakrabban fordulnak elő.

Fantáziarajz:
egy fekete lyuk felfalja a körülötte keringő neutroncsillagot. A
neutroncsillagot a gravitációs árapályerők először egy ívvé húzzák
szét, majd feldarabolódik, darabjait pedig a fekete lyuk elnyeli a
következő percek-órák során (a Spaceflight Now nyomán)

A
neutroncsillagok nem túl nagy tömegű csillagok szupernóva-robbanásainak
maradványai. Átmérőjük nagyságrendileg 10-20 km, tömegük pedig
nagyjából megegyezik a Nap tömegével –
azaz szupersűrű égitestek. A rövid GRB-kre vonatkozó elméletekben
szereplő kettős neutroncsillagok, illetve neutroncsillag-fekete lyuk
párok azért olvadnak össze hosszú idő után, mert a gyorsuló mozgást
végző tömegek az általános relativitáselmélet szerint gravitációs
hullámok kisugározásával energiát veszítenek. A folyamat következtében a kettős rendszer
keringési periódusa, illetve a komponensek távolsága csökken, aminek
végeredményeként egymásba spirálozik a két kompakt csillag.

Ezeket
a
gravitációs hullámokat közvetlen módon még nem sikerült észlelni,
azonban a szakemberek sokat várnak a nemrégiben üzembe helyezett Laser
Interferometer Gravitational Wave
Observatory-tól (LIGO, Lézerinterferométeres
Gravitációshullám-obszervatórium). Lehetséges, hogy az
elsőként észlelt gravitációshullám-forrás éppen egy rövid gammakitörés
lesz…

Forrás: Spaceflight Now

Hozzászólás

hozzászólás