eso1418uk — Науковий реліз

Гігантські вибухи поховані пилом

ALMA досліджує середовище навколо темних гамма-спалахів

11 червня 2014 р.

Спостереження із Великим Міліметрово-субміліметровим Масивом Атакама (ALMA) вперше дали можливість картографувати молекулярний газ та пил в галактиках, котрі місця появи гамма-спалахів (GRB) - найпотужніших вибухів Всесвіту. Повною несподіванкою, менше газу спостерігалося, ніж очікувалося, і, відповідно, набагато більше пилу, що робить деякі гамма-сплески з'являються як "темних гамма-сплесків". Дана робота, котра з'явиться в журналі Nature за 12 червня 2014, є першим науковим результатом ALMA у вивченні гамма-спалахів. Це показує можливості ALMA, котрі допомагають нам краще зрозуміти такі об'єкти.

Гамма-спалахи (далі скорочено: GRB) - інтенсивні сплески дуже високої енергії, спостережувані у віддалених галактиках, є найяскравішими вибуховими явищами Всесвіту. Ті, що тривають більше декількох секунд, відомі як довготривалі гамма-спалахи (далі скорочено: LGRB) [1]: вони пов'язані з появами наднових - потужними вибухи при кінці існувань масивних зірок.

На протязі лічених секунд, подібні вибухи виділяють стільки енергії, скільки Сонце поширить за все своє існування на протязі десять мільярдів років. Сам вибух часто супроводжується повільно гаснучим випромінювання, що відоме, як післясвітіння, виникнення якого приписують результам зіткнень між викинутою речовиною та навколишнім газом.

Однак, деякі гамма-спалахи виглядають загадково, бо не мають властивого післясвітіння: астрономи називають їх темними спалахами. Одним з можливих пояснень такого явища є те, що пилові хмари поглинають випромінювання післясвітіння.

В останні роки вчені, досліджуючи галактики, працюють над тим, щоб краще зрозуміти виникнення гамма-спалахів. Астрономи очікували, що масивні зорі, котрі були попередниками GRB, повинні були "проживати" в зонах активного зореутворення в досліджуваних галактиках, в оточені великої кількості молекулярного газу - палива для зореутворення. Проте, серед результатів спостережень не було таких, котрі б підтвердили цю теорію, що б відкрило цю давню таємницю.

Вперше у світі, японська команда астрономів під керівництвом Буньо Хацукаде із Національної астрономічної обсерваторії Японії, використала ALMA, щоб виявити радіовипромінювання від молекулярного газу в двох темних домівках LGRB - GRB 020819B і GRB 051022, котрі від нас на відстанях близько 4.3 млрд та 6.9 млрд світлових років. Хоча таке радіовипромінювання ніколи раніше не було виявлене в материнських GRB-галактиках, ALMA дав таку можливість завдяки його безпрецедентно високій чутливості [2].

Котаро Коно, професор Токійського університету - учасник дослідницької групи, сказав: "Ми довго шукали молекулярний газ в галактиках із GRB, протягом більше десяти років використовуючи різні телескопи по всьому світу. У результаті нашої напруженої роботи, ми нарешті досягли значного прориву, використовуючи силу ALMA. Ми дуже раді цьому досягненню".

Ще одним чудовим досягненням, котре стало можливим завдяки високій розподільній здатності ALMA, було розкриття розподілу молекулярного газу та пилу в GRB-галактиках. Спостереження за GRB 020819B виявили дивне багате на пил середовище в околиці галактики, в той час як молекулярний газ був знайдений тільки навколо галактичного центру. Це перший випадок, коли було виявлено такий розподіл серед GRB-галактик [3].

"Ми не очікували, що гамма-сплески відбуватимуться у подібному запиленому середовищі з низьким відношенням молекулярного газу та пилу. Це означає, що гамма-спалахи мали місце в середовищі, котре у значній мірі відрізняється від типової області зореутворення", - говорить Хацукаде. Це свідчить про те, що масивні зорі, котрі закінчують своє існування, як гамма-сплески, змінюють своє навколишнє середовище в їх області зореутворення, перш ніж вибухнути.

Дослідницька група вважає, що можливим поясненням високої частки пилу у порівнянні з молекулярним газом на місцях появи GRB, є різниця в їх взаємодії з ультрафіолетовим випромінюванням. Оскільки міжатомний зв'язок у молекулах легко розбивається під його впливом, то молекулярний газ не може "вижити" в умовах дії потужного ультрафіолетового світла, котре випускають гарячі масивні зорі у своїй зоні зореутворення. Серед тих зірок можуть бути і такі, котрі в кінці свого життя можуть вибухнути, як спостережувані гамма-спалахи. Хоча подібний розподіл проявляється також у разі із GRB 051022, проте це досі не підтверджено через відсутність потрібної розподільної здатності телескопів (оскільки домівка GRB 051022 знаходиться далі, ніж у GRB 020819B). У кожному разі, дані спостереження із ALMA підтверджують гіпотезу, що це пил, котрий поглинає випромінювання післясвітіння, викликаючи темні гамма-спалахи.

"Результати, отримані на цей раз, були поза наших очікувань. Нам потрібно провести подальші спостереження інших місць появи GRB, щоб побачити їх спільні умови для виникнення. Ми з нетерпінням чекаємо майбутніх досліджень з покращеними можливістями ALMA",- говорить Хацукаде.

Примітки

[1] Довготривалі гамма-спалахи (LGRB) тривають більше двох секунд. Власне на них припадає близько 70% спостережуваних гамма-спалахів. Дослідження, проведені за останнє десятиліття привели до відкриття нового класу GRB тривалістю менше двох секунд, котрі відомі, як так звані короткі гамма-спалахи. Швидше за все, вони виникають в результаті злиття нейтронних зірок і не пов'язані із надновими та гіперновими.

[2] Чутливість ALMA в даних спостереженнях була приблизно у п'ять разів вищою, ніж в інших подібних телескопів. Ранні наукові спостереження з використанням часткового масиву ALMA почалися у 2011 році (eso1137). Ці спостереження проводились тільки із частиною масиву із 24-27 антен, розташованих на відстанях до 125 метрів. Результати завершення зведення масиву на 66 антен (eso1342) дають уявлення про те, що ALMA може виявити у найближчому майбутньому, коли ті антени розташовані в різних конфігураціях з максимальною відстанню між ними від 150 метрів до 16 кілометрів.

[3] Відношення маси пилу до маси молекулярного газу становить близько 1% у міжзоряному середовищі в Чумацькому Шляху та в довколишніх галактиках із процесами зореутворення, проте в районі GRB 020819B воно принаймні в десять разів більше.

Детальніше

Великий Міліметрово-субміліметровий Масив Атакама (ALMA) є міжнародним астрономічним об’єктом. Він являється партнерством Європи, Північної Америки та Східної Азії у співпраці з Республікою Чилі. ALMA в Європі фінансується ESO, в Північній Америці - Національним Науковим Фондом США (NSF) у співпраці з Національною Радою Досліджень Канади (NRC) і Національною Науковою Радою Тайваню (NSC), в Східній Азії - Національними Інститутами Природничих Наук (NINS) Японії в співпраці з Академією Сініца (AS) на Тайвані. Будівництво та управління ALMA від імені Європи проводить ESO, від імені Північної Америки - Національна Радіоастрономічна Обсерваторія (NRAO), яка управляється корпоративною Асоціацією Університетів (AUI), від імені Східної Азії - Національна Астрономічна Обсерваторія Японії (NAOJ). Спільна Обсерваторія ALMA (JAO) забезпечує єдине керівництво та управління будівництвом, введення в експлуатацію та експлуатацію ALMA.

Дане дослідження представлене у журналі Nature за 12 червня 2014, як стаття за назвою “Two gamma-ray bursts from dusty regions with little molecular gas”, by B. Hatsukade et al.

Науково-дослідна група у складі B. Hatsukade (NAOJ, Tokyo, Japan), K. Ohta (Department of Astronomy, Kyoto University, Kyoto, Japan), A. Endo (Kavli Institute of NanoScience, TU Delft, The Netherlands), K. Nakanishi (NAOJ; JAO, Santiago, Chile; The Graduate University for Advanced Studies (Sokendai), Tokyo, Japan), Y. Tamura (Institute of Astronomy [IoA], University of Tokyo, Japan ), T. Hashimoto (NAOJ) and K. Kohno (IoA; Research Centre for the Early Universe, University of Tokyo, Japan).

Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: astroclubzp@gmail.com

Bunyo Hatsukade
National Astronomical Observatory of Japan
Japan
Телефон: +81-422-34-3900 (ext. 3173)
Email: bunyo.hatsukade@nao.ac.jp

Masaaki Hiramatsu
National Astronomical Observatory of Japan
Japan
Телефон: +81-422-34-3630
Email: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Lars Lindberg Christensen
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6761
Стільниковий: +49 173 3872 621
Email: lars@eso.org

Connect with ESO on social media

Переклад прес-релізу ESO eso1418.

Про реліз

Реліз №:eso1418uk
Назва:GRB 020819B
Тип:Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Gamma Ray Burst
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2014Natur.510..247H

Зображення

Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
тільки на англійській
Gamma-ray burst buried in dust
Gamma-ray burst buried in dust
тільки на англійській
Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
тільки на англійській

Відео

Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
Gamma-ray burst buried in dust (artist’s impression)
тільки на англійській

Також дивіться наші