eso1527sr-latn — Naučno saopštenje

Magneti prouzrokovali najveće eksplozije u svemiru

Za pojedine dugotrajne gama bljeskove zaslužni magnetari

8. jul 2015.

Uz pomoć opservacija sprovedenih na ESO La Sija opservatoriji u Čileu, astronomi su po prvi put pokazali da postoji veza između dugotrajnih bljeskova gama zraka i neobično sjajnih eksplozija supernovih. Rezultati su pokazali da supernova nije crpela energiju iz radioaktivnih raspada kao što se očekivalo, već su je energijom snadbevala izuzetno jaka magnetna polja u okolini egzotičnih objekata zvanih magnetari. Rezultati ovog istraživanja objavljeni su 9. jula 2015. godine u časopisu Nature.

Bljeskovi gama zraka (Gamma-ray Bursts, GRBs) javljaju se kao posledica nekih od najsilovitijih eksplozija u svemiru, još od vremena Velikog praska. Njih detektuju teleskopi u orbiti koi su veoma osetljivi za ovu vrstu visoko-energetske radijacije, a koja s druge strane ne može da prodre korz Zemljinu atmosferu. Signali se zatim posmatraju na dužim talasni dužinama iz svemira i sa Zemlje.

Gama bljeskovi uglavnom traju svega nekoliko sekundi, ali u veoma retkim slučajevima traju i po nekoliko časova [1]. Jedan takav bljesak snimio je je satelit Swift 9. decembra 2011. godine, a označen je kao GRB 111209A. Bio je to jedan od najdužih, ali i jedan od najsjajnijih blejsaka gama zraka koji su do sada snimljeni.

Kako je sjaj ovih pojava polako počeo da slabi, astronomi su ga posmatrali i uz pomoć GROND instrumenta na MPG/ESO 2,2-metarskom teleskopu na La Sija opservatoriji u Čileu, ali i X-shooter instrumenta na VLT teleskopu na Paranalu, takođe u Čileu. Astronomi su pronašli jasan dokaz za postojanje supernove SN 2011kl. Ovo je prvi put da je supernova dovedena u vezu sa dugotrajnim gama blkeskovima [2].

Vodeći autor istraživanja Jošen Grejner sa Maks Plank instituta za ekstraterestričku fiziku u Garhingu u Nemačkoj, objašnjava: “S obzirom na to da se dugotrajni gama bljeskovi javljaju jednom u 10 000 do 100 000 supernovih, zvezda koja je dovela do eksplozije zasigurno mora biti na određeni način posebna. Astronomi pretpostavljaju da su ovi bljeskovi nastali od veoma masivnih zvezda – i do 50 put masivnijih od Sunca – i da menjaju paradigmu dugotrajnih gama bljeskova.”

U najčešćem slučaju kolapsa masivne zvezde (poznate i kao kolapsar), pretpostavlja se da bljesak koji traje i po nedelju dana u optičkom i infracrvenom delu spektra potiče od raspada radioaktivnog nikla-56, koji je nastao tokom eksplozije [3]. Međutim, u slučaju GRB 111209A, kombinovane opservacije uz pomoć GROND instrumenta i VLT teleskopa nedvosmisleno su po prvi put pokazale da ovo nije slučaj [4]. Druge opcije su takođe isključene [5].

Jedino objašnjenje koje se uklapalo u sliku opservacije supernove posle koje je uskedio GRB 111209A su magnetari – male neutronske zvezde koje se okreću oko svoje ose stotinam puta u sekundi i koje poseduju mnogo jače magnetno polje od regularnih neutrosnkih zvezda, takođe poznatih i kao radio pulsari [6].

Paolo Makoli, koautor studije o značaju novih otkrića: “Novi rezultati daju nam dobar dokaz u korist neočekivane veze koja postoji između bljeskova gama zraka, veoma sjajnih supernovih i magnetara. Na neke od ovih veza se već sumnjalo teorijski, nekolio godina, ali veza koju smo pronašli predstavlja uzbudljiv razvoj situacije.”

“Slučaj SN 2011kl/GRB 111209A nas primorava da razmislimo o alternativnom scenariju kolapsara. Ovo otkriće stavlja nas mnogo bliže jasnijoj slici mehanizama po kojima bljeskovi funkionišu”, zaključuje Jošen Grejner.

Beleške

[1] Uobičajeni dugotrajni bljeskovi gama zraka traju između 2 i 2000 sekundi. Do sada je otkriveno četiri bljeska u trajanju između 10 000 i 25 000 sekundi – i oni se nazivaju ultradugački gama bljeskovi. Takođe, postoji i posebna klasa kratkotrajnih bljesaka koji su posledica drugih mehanizama.

[2] Veza između supernove i normalnog dugotrajnog bljeska gama zraka uspostavljena je inicijalno 1998. godine, uglavnom zahvaljujući opservacijama sporvedenim na ESO opservatorijama objekta poznatog kao supernova SN 1998bw, potvrđenog 2003. godine zajedno sa GRB 030329.

[3] Smatra se da se bljeskovi napajaju relativističkim džetovima koji nastaju zahvaljujući kolapsu materije zvezde na centralne delove kompaktnog objekta putem vrelog, gustog akrecionog diska.

[4] Količina nikla 56 izmerenog u supernovama uz pomoć GROND instrumenta je previše velika da bi bila kompatibilna sa ultraljubičastom emisijom koju je snimio instrument X-shooter.

[5] Drugi predloženi izvori energije kako bi se objasnile ultrasjajne supernove su interakcije sa okolnim materijalom – verovatno povezane sa zvezdanim ljuskama koje su odbačene pre eksplozije – ili sa plavim superdžinovima. U slučaju SN 2011kl opservacije vrlo jasno isključuju ove dve opcije.

[6] Pulsari su najčešći slučaj posmatranih neutronskih zvezda, a za magnetare se smatra da su razvili magnetno polje 100 do 1000 puta jače od onog koji ima pulsar.

Više informacija

Ovo istraživanje predstavljeno je u radu pod naivom “A very luminous magnetar-powered supernova associated with an ultra-long gamma-ray burst”, autora J. Grejnera i saradnika, a objavljenog u časpisu Nature 9. jula 2015.godine.

Tim čine: Jochen Greiner (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germany [MPE]; Excellence Cluster Universe, Technische Universität München, Garching, Germany), Paolo A. Mazzali (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, England; Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching, Germany [MPA]), D. Alexander Kann (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Germany), Thomas Krühler (ESO, Santiago, Chile) , Elena Pian (INAF, Institute of Space Astrophysics and Cosmic Physics, Bologna, Italy; Scuola Normale Superiore, Pisa, Italy), Simon Prentice (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, England), Felipe Olivares E. (Departamento de Ciencias Fisicas, Universidad Andres Bello, Santiago, Chile), Andrea Rossi (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Germany; INAF, Institute of Space Astrophysics and Cosmic Physics, Bologna, Italy), Sylvio Klose (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Germany) , Stefan Taubenberger (MPA; ESO, Garching, Germany), Fabian Knust (MPE), Paulo M.J. Afonso (American River College, Sacramento, California, USA), Chris Ashall (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, England), Jan Bolmer (MPE; Technische Universität München, Garching, Germany), Corentin Delvaux (MPE), Roland Diehl (MPE), Jonathan Elliott (MPE; Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Robert Filgas (Institute of Experimental and Applied Physics, Czech Technical University in Prague, Prague, Czech Republic), Johan P.U. Fynbo (DARK Cosmology Center, Niels-Bohr-Institut, University of Copenhagen, Denmark), John F. Graham (MPE), Ana Nicuesa Guelbenzu (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Germany), Shiho Kobayashi (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, England), Giorgos Leloudas (DARK Cosmology Center, Niels-Bohr-Institut, University of Copenhagen, Denmark; Department of Particle Physics & Astrophysics, Weizmann Institute of Science, Israel), Sandra Savaglio (MPE; Universita della Calabria, Italy), Patricia Schady (MPE), Sebastian Schmidl (Thüringer Landessternwarte Tautenburg, Tautenburg, Germany), Tassilo Schweyer (MPE; Technische Universität München, Garching, Germany), Vladimir Sudilovsky (MPE; Harvard-Smithonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Mohit Tanga (MPE), Adria C. Updike (Roger Williams University, Bristol, Rhode Island, USA), Hendrik van Eerten (MPE) i Karla Varela (MPE).

ESO je najistaknutija međunarodna astronomska organizacija u Evropi i najproduktivnija zemaljska opservatorija na svetu. Podržava je 16 zemalja članica: Austrija, Belgija, Brazil, Češka, Danska, Francuska, Finska, Nemačka, Italija, Holandija, Poljska, Portugal, Španija, Švedska, Švajcarska i Velika Britanija. ESO sprovodi vrlo ambiciozan program fokusiran na dizajn, izgradnju i upravljanje najmoćnijim astronomskim opservatorijama na Zemlji, koje će omogućiti značajna naučna otkrića. Takođe, ESO ima vodeću ulogu u promovisanju i organizovanju saradnje u oblasti astronomskih istraživanja. ESO vodi tri jedinstvene posmatračke lokacije u Čileu: La Sija, Paranal i Šahnantor. Na Paranalu, ESO upravlja Veoma velikim teleskopom, najnaprednijim teleskopom na svetu u oblasti vidljive svetlosti, a rukovodi i teleskopima za pregled neba. VISTA radi u oblasti infracrvene svetlosti i najveći je teleskop za pregled neba na svetu, dok je VST najveći teleskop dizajniran da sprovodi pretraživanja neba isključivo u oblasti vidljive svetlosti. ESO je evropski partner na revolucionarnom projektu ALMA, najvećoj astronomskoj opservatoriji današnjice. Na vrhu Sero Armazones, nedaleko od Paranala, ESO gradi 39-metarski Evropski izuzetno veliki teleskop, koji će postati “najveće svetsko oko upereno ka nebu”.

Linkovi

Kontakt

Ivana Horvat
Astronomsko društvo Novi Sad
Petrovaradin, Srbija
Email: eson-serbia@eso.org

Jochen Greiner
Max-Planck Institut für extraterrestrische Physik
Garching, Germany
Tel.: +49 89 30000 3847
Email: jcg@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Ovo je prevod ESO saopštenja za javnost eso1527.

O saopštenju

Saopštenje br.:eso1527sr-latn
Naziv:Neutron star
Tip:Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Gamma Ray Burst
Facility:MPG/ESO 2.2-metre telescope, Very Large Telescope
Instruments:GROND, X-shooter
Science data:2015Natur.523..189G

Galerija

Ilustracija bljeska gama zraka i supernove koju napaja magnetar
Ilustracija bljeska gama zraka i supernove koju napaja magnetar

Takođe pogledajte