Astronaujienos. Tolimiausias gama spindulių žybsnis

Šiandienos naujiena yra ir Delfyje, ir angliškuose internetuose. Taigi skubu papasakoti apie naujausią… tiksliau, seniausią (ir tolimiausią) aptiktą gama spindulių žybsnį.


Štai ir jis. Numeris, beje, rodo aptikimo datą. Vėlesni stebėjimai ir duomenų analizė užtruko dvejus metus.

Pradėkime nuo to, kas tai per dalykas. Iš tiesų – niekas tiksliai nežino. Nuo pat tada, kai pirmieji žybsniai buvo pastebėti šeštajame ir septintajame dešimtmečiuose, keliamos ir subliūkšta įvairios teorijos. Pirmosios baimės, jog tai yra sovietų karinių bandymų kosmose aidai, buvo greitai paneigtos, bet kiti klausimai ramybės nedavė ilgą laiką. Pastaruoju metu „Swift“ kosminis teleskopas užfiksuoja vidutiniškai daugiau nei vieną žybsnį per dieną, taigi akivaizdu, jog reiškinys yra gana dažnas. Ir visgi – kas tai tokio ir kodėl taip įdomu?

Gama spindulių žybsnis – tai trumpas, nuo kelių sekundžių iki minutės trunkantis blykstelėjimas mažame dangaus plotelyje. Žybsnis, aišku, matomas gama spindulių ruože, tačiau daugelis jų vėliau švyti ir rentgeno bei ultravioletiniuose spinduliuose, o kai kurie aptinkami net ir regimojoje bei infraraudonojoje šviesose ir dar didesnio bangos ilgio spinduliuose. Išmatavus spektrus ir taip nustačius atstumus iki šių objektų, paaiškėja, jog jie yra milžiniškos galios sprogimai tolimose galaktikose. Jei padarytume prielaidą, kad žybsnis spinduliuoja visomis kryptimis vienodai, jo šviesis turėtų būti maždaug 100 ar net 1000 kartų didesnis, nei Ia tipo supernovos. Tačiau toks didelis šviesis yra neįtikimas, todėl buvo iškelta teorija (vėliau patvirtinta stebėjimais), jog mes matome tik tuos žybsnius, kurių metu materija yra išmetama čiurkšle į mūsų pusę. Taip dėl reliatyvistinių efektų regimasis šviesis smarkiai padidėja, o tikrasis objekto šviesis yra „tik“ supernovos sprogimo dydžio. Tai taip pat reiškia, kad didžiosios dalies žybsnių mes nematome išvis, nes jų čiurkšlės yra nukreiptos ne į Žemę. Dar vienas dalykas, išsiaiškintas aptikus daugybę žybsnių, yra du jų tipai: trumpieji žybsniai, trunkantys maždaug 2 sekundes, ir ilgieji žybsniai, trunkantys vidutiniškai 20 sekundžių. Nors ir vieni, ir kiti žybsniai būna gana įvairių ilgių, bet sudarius jų trukmių histogramą akivaizdu, jog matomos dvi populiacijos.

Atstumai iki žybsnių buvo išmatuoti tik paskutiniame praėjusio amžiaus dešimtmetyje, ir tik tada tapo įmanoma atsirinkti, kurios iš daugelio teorijų gali būti teisingos. Pagrindinės teorijos, išlikusios per penkiolika detalių tyrimų metų, yra dvi – po vieną kiekvienai rūšiai. Trumpieji žybsniai, manoma, kyla susiliejant dviems neutroninėms žvaigždėms arba neutroninei žvaigždei ir juodajai skylei. Neutroninė žvaigždė suyra ir pavirsta į akrecinį diską, kuris labai greitai „suvalgomas“ kito dvinarės sistemos objekto, taip išspinduliuodamas didžiulį energijos kiekį. Dėl spartaus sistemos sukimosi spinduliuotė išlekia čiurkšle išilgai sukimosi ašies. Visas procesas nuo neutroninės žvaigždės suardymo iki abiejų objektų susiliejimo užtrunka vos keletą sekundžių – tai ir nulemia nedidelę žybsnio trukmę.

Ilgieji gama spindulių žybsniai greičiausiai yra labai masyvių žvaigždžių sprogimai, t.y. supernovos. Tokios žvaigždės gyvena trumpai – vos keletą milijonų metų (plg. Saulės amžius – 5 milijardai metų ir manoma, kad dar tiek pat laiko ji gyvens). Gyvenimo pabaigoje jos sprogsta Ib/c tipo supernovomis, o jei žvaigždė sparčiai sukasi aplink savo ašį, sprogimo spinduliuotė irgi gali išlėkti čiurkšle. Dauguma dabar matomų žvaigždžių sukasi gana lėtai, tačiau teoriniai modeliai rodo, jog vadinamos III populiacijos, t.y. pačios pirmosios Visatoje susiformavusios, žvaigždės sukosi žymiai greičiau. Būtent jų sprogimus, dėl didelės galios dar kartais vadinamus „hipernovomis“ ir matome kaip ilgus žybsnius.

Na ir kas iš to? Ogi tas, kad gama spindulių žybsnis kelias sekundes yra gerokai ryškesnis už visą savo galaktiką. Pavyzdžiui, Paukščių tako šviesis siekia „vos“ 1045 ergų per sekundę, o gama žybsnio – 1054 (neįvertinant netolygaus spinduliuotės pasiskirstymo; įvertinus jį, žybsnio šviesis tampa maždaug 1051). Taigi šiuos žybsnius galime pastebėti žymiai didesniu atstumu, nei pavienes galaktikas ar netgi „tradicinių“ supernovų sprogimus. Gana dažnai aptinkami žybsniai, nutolę per milijardus šviesmečių; tai atitinka žiūrėjimą į maždaug 5-10 milijardų metų amžiaus Visatą (dabartinis amžius – 13,7 mlrd. metų). Bet karts nuo karto pavyksta pamatyti ir dar toliau esantį objektą. Toks yra ir šis, nutolęs maždaug 10 milijardų parsekų (32 su puse milijardo šviesmečių). Tuo metu, kai buvo išspinduliuota jo šviesa, Visatos amžius buvo vos pusė milijardo metų.

Kuo tai įdomu? Apie ankstyvuosius Visatos gyvavimo laikotarpius žinome labai nedaug. Nuo pat kosminės rekombinacijos, kai materija ir foninė spinduliuotė nustojo sąveikauti (300 tūkst. metų po Didžiojo sprogimo), iki maždaug milijardo metų vėliau, kai baigėsi rejonizacija (susiformavo daugybė galaktikų ir jų šviesa, ypač aktyvių juodųjų skylių spinduliuotė, jonizavo didžiąją dalį Visatos vandenilio), Visata buvo gana tamsi. Žvaigždės jau formavosi – tai prasidėjo praėjus gal porai šimtų milijonų metų po Didžiojo sprogimo – bet jų buvo palyginus nedaug, galaktikos buvo mažytės, taigi mūsų teleskopais pamatyti tokius objektus yra praktiškai neįmanoma. Bene vienintelis būdas gauti kažkokios informacijos apie „anuos laikus“ – sulaukti tokių tolimų gama spindulių žybsnių. Jų galios, spektrai, trukmės ir tiesiog kiekiai daug pasako apie tai, iš kur jie atsirado – kokio dydžio ir sandaros žvaigždės sprogo, kiek tokių žvaigždžių buvo ir panašiai.

Tikiuosi, daugmaž suprantamai paaiškinau, kodėl gama spindulių žybsniai yra įdomūs ir verti tyrinėjimo, ir kodėl tolimiausio/seniausio objekto atradimas sukelia daug teigiamų emocijų. Šiek tiek daugiau detalių apie atradimą rasite Universe Today straipsnyje.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.