Hangrobbanás a világűrben

9624

Mindenki, de különösen a csillagászat és világűr iránt érdeklődők már fiatalon megtanulják, hogy a világűrben nincsenek hangok. A hangrezgések nyomáshullámainak terjedéséhez valamilyen anyagi közeg szükséges, a világűrben pedig vákuum van. Ez nagyjából igaz is, ám a bolygó- és csillagközi teret mégis kitölti valamilyen sűrűbb-ritkább gázanyag. A közegekben csak olyan hanghullámok terjedhetnek, amelyek hullámhossza nagyobb a közeg részecskéinek átlagos szabad úthosszánál, ami pedig függ a sűrűségtől és a hőmérséklettől. A világűrre jellemző körülmények között az emberi fül számára hallható frekvenciájú hangok valóban nem terjedhetnek, ám nagyon alacsony frekvenciájú infrahangok igen. Szintén terjedhetnek a világűrbeli ritka közegekben a hangsebességnél gyorsabb lökéshullámok, tehát hangrobbanás is lehetséges.

Egy rendkívül erős, mégis megfigyelhetetlen gamma-kitörést (gamma-ray burst – GRB) követő lökéshullám nyomait találták meg most a csillagászok friss és archív rádiótávcsöves észlelések elemzésével. Ilyen “árva utófénylés” után már évek óta kutattak a szakemberek, az erőfeszítéseiket pedig most végre siker koronázta. Ez a bizonyos gamma-kitörés egy tőlünk 300 millió fényévre lévő galaxis egy nagy tömegű csillagának élete végét jelezte, amint az fekete lyukká vagy kompakt magnetárrá omlott össze. Ilyenkor a kitörés rövid ideje alatt annyi energia sugárzódik szét, mint amennyit a Nap 10 milliárd év alatt termel. A robbanás két, közel fénysebességgel kiáramló anyagsugarat, jetet hoz létre, amelyek, ha a megfigyelő felé mutatnak, akkor gamma-kitörés észlelhető. Ám ezek a nyalábok keskenyek, és ebben az esetben egyik sem mutatott a Föld irányába, ezért a GRB nem volt látható. Azonban amikor az anyagáram elérte a szülőcsillagot körülvevő gázburkot, abba beleütközve erőteljes lökéshullámot hozott létre, hangrobbanás keletkezett. Ez pedig a rádió-tartományban fényes ragyogásként jelent meg a műszerek felvételein.

Fantáziarajz egy gamma-kitörésről. A gyors részecskék anyagsugarai a csillagrobbanás során levetett anyagburokba ütköznek, míg a csillag belső része fekete lyukká omlik össze. Forrás: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.

„Most először észleltük egy láthatatlan GRB hangrobbanását” – lelkendezik Bryan Gaensler, a kanadai Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, University of Toronto igazgatója, a felfedezésről beszámoló szakcikk társszerzője. – „Korábban vagy észleltük a gamma-kitörtést, majd ezt követően a hangrobbanás utófényét, vagy esetleg az utófénylést felfedezve a gamma-észleléseket visszamenőleg elemezve találtuk meg a GRB jeleit. Itt azonban bár látjuk az utófényt, a gamma-kitörésnek nyoma sincs a Föld irányából nézve.”

„Régi rádiótérképek felvételeit hasonlítottuk össze egymással, és találtunk egy ma már nem látható forrást a Very Large Array Sky Survey (VLASS) adatai között” – avat be a részletekbe Casey Law, a University of California at Berkeley munkatársa, a szakcikk vezető szerzője. – „További archív megfigyeléseket átvizsgálva kiderült, hogy az esemény egy viszonylag közeli galaxisban történt, és az 1990-es években olyan fényes volt, amilyet csak a legnagyobb ismert robbanások, a gamma-kitörések produkálnak.”

A forrás fényessége és évtizedekre rekonstruált időbeli fejlődése mind arra mutat, hogy egy GRB-vel állunk szemben. Ezt a magyarázatot tovább erősíti, hogy éppen egy olyan törpegalaxisban történt a felfénylés, amilyenekben a csillagászok a GRB-ket leginkább várják. Az ilyen megfigyelések nagyon fontos asztrofizikai információt hordoznak. Tekintve, hogy a kitörés nyalábjainak tengelye a látóirányunkhoz képest teljesen véletlenszerű térbeli irányba mutathat, a kimutatható gamma-kitöréssel járó és az árva utófénylések megfigyelt aránya elárulja a nyaláb nyílásszögét. A most alkalmazott módszer ráadásul a GRB-k sokkal teljesebb összeírását is lehetővé teszi, mert a modern rádiótartományú égboltfelmérések az éggömb nagy darabjaira terjednek ki. A VLASS például a teljes égbolt 80 %-át fogja háromszor lefedni a következő hét év során.

„Ez rámutat a modern nagylátószögű rádiófelmérésekben rejlő lehetőségekre” – zárja gondolatait Gaensler. – „Hatalmas, energikus robbanások és felfénylések folyamatosan történnek, de ezekre csak úgy bukkanhatunk rá, ha állandóan figyeljük a változásokat az égbolton.”

Forrás: ScienceDaily

Hozzászólás

hozzászólás