spacebg covers

космическият телескоп -swift- е открил нов клас необичайно дълги звездни експлозии -lt
Мисия: Swift - Gamma-Ray Burst Mission


Космическият телескоп "Swift" е открил нов клас необичайно дълги звездни експлозии.

Бурните събития принадлежат към класът на гама-лъчевите залпове (GRB) и двата международни екипа изучаващи тези явления са заключили, че те най-вероятно са били предизвикани от катастрофалната смърт на звезди свръхгиганти, които са десетки пъти по-тежки и хиляди пъти по-големи от Слънцето.

GRB са най-ярките и загадъчни експлозии във Вселената. Взривовете излъчват гигантски количества от най-енергичната форма на светлината - гама лъчите. Подобно на рентгеновите лъчи и гама лъчите, когато преминават през материята предизвикват вторични сияния, които могат да се наблюдават в оптичния и радио диапазона. Космическите апарати като "Swift", "Ферми" и др. откриват средно около едно GRB всеки ден.
Увеличаване GRB 111209A се появява на 9-ти декември, 2011 год. Взривът е продължил седем часа и за момента е рекордьор за най-дълго времетраене на GRB. Credit: NASA/Swift/B. Gendre (ASDC/INAF-OAR/ARTEMIS)



През последните четири десетилетия астрономите са наблюдавали хиляди гама лъчеви залпове, но едва сега сглобяват цялата картина за това, което предизвиква тези екстремни събития.

До момента са класифицирани два вида GRB. Едните са къси, другите са дълги, което се прави въз основа на продължителността на гама-сигнала. Кратките изблици са с продължителност по-къси от две секунди, които се смята че се дължат на сливания на компактни обекти в тесни двоични системи. Например неутронни звзеди и черни дупки. Дългите GRB може да продължат от няколко секунди до няколко минути, а типичната продължителност попада в границите между 20 и 50 секунди. Тези събития се смята, че са свързани с разпадането на звезди и образуването на нова черна дупка.

И двата сценария водят до образуването на две противоположно насочени мощни струи, които се състоят от вещество движещо се почти със скоростта на светлината. Когато това вещество взаимодейства с околната материя, тогава се произвежда високо-енергийната светлина.

Сега един подобен обект - "GRB 111209A" е избухнал на 9-ти декември 2011 год. Той е щателно изучен от космическите апарати "Swift" и "XMM-Newton". Този обект е заливал Вселената с гама светлина изумителните седем часа. Това го прави далеч над всякакви норми за GRB, чиято продължителност както стана ясно се измерва в секунди.

Освен него, друго събитие - "GRB 101225A" се появява точно на Коледа през 2010 год., което продължава два часа. Истината е, че разстоянието до "коледния взрив" не е било известно, което довежда до коренно различни физически интерпретации. Първоначалната теория е била, че взривът е бил причинен от астероид или комета, падащи върху неутронна звезда в нашата галактика. Друг екип от астрономи е установил, че явлението отстои на 3.5 милиарда светлинни години от нас и то е причинено от сливането на два релативистични обекта в екзотична двойна система.

Сега използвайки телескопа "Gemini North" на Хаваите, астрономите са получили доказателства че една далечна и бледа галактика е била домакин на коледното избухване. Изследването на червеното отместване поставя взрива на около 7 милиарда светлинни години от нас.

Като допълнение, астрономите са наблюдавали още две подобни събития - "111209A" и "121027A". Те също показват сходни рентгенови, ултравиолетови и оптични остатъчни емисии и освен това те се случват в централните региони на активни галактики. След тези открития, астрономите се заключи, че са открили нов клас "ултра-дълги" GRB-та.

Източникът на този нов клас за момента е неизвестен, но учените са сигурни че това трябва да бъде много тежък обект. Масата трябва да е достатъчно висока, за да подложи евентуалната звезда на енергийна криза, която ще доведе до образуване на черна дупка. Веднага след като се формира дупката, тя е обградена от външните слоеве на обширната звезда. Двете мощни струи, които са неотлъчни при черните дупки поглъщащи материя пробождат околната материя и започват да изгарят веществото отделяйки гама емисиите. При този сценарий, звездата освен че трябва да е сравнително тежка, тя трябва да е и сравнително малка за да може струите и гигантския вятър да издухат околното вещество за часове.

Един специален клас звезди - "Wolf-Rayet" отговарят точно на тези изисквания. Те тежат повече от 25 пъти масата на Слънцето и могат да бъдат 1 000 пъти по-големи от нашето светило, което означава че ако ги поставим на мястото на Слънцето, те ще погълнат орбитата на Юпитер. Освен това са толкова горещи, че непрекъснато издухват най-външния слой от водород в яростен звезден вятър. След като звездата изгори, тя вече е достатъчно масивна да образува черна дупка, а в същото време е и достатъчно смалена за да се наблюдава ултра-дългото GRB указващо раждането на черната дупка.

Астрономите смятат, че рекордьорът "GRB 111209A" бележи смъртта на син свръхгигант, съдържащ относително скромни количества елементи по-тежки от хелия, които се наричат с общото име "метали."

Съдържанието на металите за масивните звезди е важно, защото те контролират силата на звездния вятър, който от своя страна определя каква част от атмосферата се запазва по време на колапса. Ако звездата е бедна на метали, тогава ще се запази дебела обвивка от водород, която ще осигури по-дълъг живот на ултра-дългото GRB, което ще се запали от централната черна дупка.

Металите от своя страна се произвеждат от звездите и по-специално когато се самоубият като свръхнови. За това, по-старите галактики съдържат повече метали от по-младите. Ако свръх дългите GRB-та занапред се наблюдават най-вече в младите галактики, значи теорията е вярна и металите играят съществена роля при определянето на продължителността.

За да установят това, астрономите са разработили специален метод, който им позволява да сравняват галактики въз основа техните базови нива на формиране на нови звезди. След това са изследвали галактиките, които са послужили като домакини на дългите GRB-та. Откритието е, че най-продължителните избухвания идват от галактиките с най-ниски количества на метал.

Това е добър знак, но не е достатъчен. По-голямо съдържание на метал означава по-силни звездни ветрове, които ще издухат повече материя. Но материя може да се губи или запазва по още много начини, като наличие на звезден спътник или скоростта на околоостното въртене, което в крайна сметка пак ще окаже влияние върху продължителността на GRB-то.

  • 1422
  • 0
  • Apr 28, 2013

Коментар
Подобни публикации