Rosyjskie instrumenty były w stanie zbadać potężny wybuch promieniowania gamma

Uniwersytet w Warwick / Mark Garlick

Promieniowanie gamma w ujęciu artysty. Zdjęcie archiwalne

Rosyjski teleskop kosmiczny i instrument naukowy na pokładzie amerykańskiej sondy kosmicznej były w stanie zbadać wybuch promieniowania gamma z października 2022 roku, który oślepił inne obserwujące go instrumenty, poinformował Instytut Badań Kosmicznych (IKI) Rosyjskiej Akademii Nauk.

„Teleskop rentgenowski M.N. Pawlińskiego ART-XC Obserwatorium Spectr-RG i rosyjski instrument Konus na pokładzie sondy kosmicznej WIND NASA zbadały gamma-ray burst GRB 221009A, najjaśniejszy gamma-ray burst zarejestrowany przez Konusa w ciągu jego prawie 30 lat ciągłej pracy i prawdopodobnie najjaśniejszy gamma-ray burst kiedykolwiek zaobserwowany” – powiedział instytut w oświadczeniu na swojej stronie internetowej.

Zauważono, że szczegółowe obserwacje w szerokim zakresie długości fal wykazały, że najbardziej prawdopodobnym źródłem wybuchu promieniowania gamma była masywna gwiazda, która „zapadła się” w czarną dziurę. Jednak wiele cech tego procesu i fizyki samego wybuchu wciąż wymaga dalszych badań.

Wybuch promieniowania gamma GRB 221009A wystąpił 9 października 2022 roku. Według naukowców był on tak potężny, że „oślepił” większość detektorów kosmicznego promieniowania gamma. Instytut wyjaśnił, że detektory zostały „przytłoczone” ilością docierających do nich fotonów i nie były w stanie ich zliczyć. Udało się to tylko garstce, w tym dwóm krajowym instrumentom.

Rosyjski instrument Conus na pokładzie WIND oraz rosyjski teleskop ART-XC na pokładzie obserwatorium kosmicznego Spektr-RG znajdują się w punktach Lagrange'a (gdzie wzajemne wpływy Słońca i Ziemi równoważą się). WIND „wisi” w punkcie L1 1,5 miliona kilometrów od Ziemi w kierunku Słońca, natomiast ART-XC znajduje się w tej samej odległości, ale po drugiej stronie Ziemi.

„Stożek” został też początkowo „oślepiony” przez silny wybuch promieniowania gamma. Dzięki prawie 30-letnim eksperymentom udało się jednak zrekonstruować parametry tego wybuchu gamma. Pomogła też współpraca z ART-XC.

„Udało nam się zrekonstruować krzywą świetlną zdarzenia, potwierdzoną przez niezależne obserwacje ART-XC, i określić ogromną energię uwolnioną przez źródło wybuchu w ciągu zaledwie kilku minut. Przekracza ona 1055 ergów (co odpowiada ponad 6,5 mas spoczynkowych Słońca). Dzięki temu GRB 221009A stał się najjaśniejszym wybuchem gamma spośród ponad 3500 takich zdarzeń zarejestrowanych od czasu, gdy Cone zaczął działać w 1994 roku” – cytuje instytut głównego naukowca Cone, Dimitri Fredericksa.

Teleskop ART-XC Pavlinsky nie zarejestrował bezpośrednio wybuchu promieniowania gamma, ponieważ w tym momencie nie „patrzył” w jego kierunku. Wtórny strumień promieniowania X został wygenerowany w korpusie teleskopu przez wybuch promieniowania gamma. Osłabiło to jego moc tak, że czułe detektory ART-XC były w stanie wiarygodnie zmierzyć prawdziwe parametry jasności GRB 221009A.

Różni naukowcy szacują, że wybuchy gamma tej wielkości mogą być obserwowane na Ziemi raz na dziesięć tysięcy lat. Jednocześnie nie wszystkie cechy zjawiska są rzetelnie zbadane. Normalnie, gdy gwiazda zapada się w czarną dziurę, w jej miejscu powinien nastąpić wybuch supernowej. Jednak do takiego błysku nie doszło. Naukowcy spekulują, że może to wynikać z tego, że do zdarzenia doszło w regionie z dużą ilością pyłu, który pochłaniał promieniowanie. Albo w ogóle nie doszło do supernowej, jeśli cała materia gwiazdy została „zapakowana” do czarnej dziury.