Swifts røntgen-teleskop fanget dette bildet av GRB050509b innebygd i det diffuse røntgenutslippet knyttet til galakse-klyngen. Bildekreditt: NASA. Klikk for å forstørre.
For to milliarder år og 25 dager siden skjedde en hendelse bestemt til å være et vannskille i det astronomiske samfunnet i en fjern galakse? en eksplosjon av gammastråler som varer bare trettiende av et sekund. Det passende navngitte Swift-observatoriet ‘så’ gammas med sitt Burst Alert Telescope (BAT) -instrument, jobbet omtrent hvor de kom fra, og snudde røntgen- og UV-teleskoper. Det internasjonale GCN (GRB Coordinates Network) lyste opp med varsler fra observatorier over hele verden (og ute i verdensrommet), og rapporterte hva de fant da de så der. Data kom inn fra Namibia, Kanariøyene, det kontinentale USA, Chile, India, Nederland og fremfor alt Hawaii. Verdens ledende optiske teleskoper, VLT, Kecks, Gemini, Subaru, alle svingte til handling; det elektromagnetiske spekteret ble dekket fra ekstremt høyenergi-gammas til radioen.
Og alt for hva? Noen få dusin gammastråler pluss omtrent et dusin røntgenstråler? Astronomer har visst i over et tiår at gammastråle-bursts (GRBs) kommer i to forskjellige slag: "lang-myk?" og "kort-hard?" GRB050509b var en kort-hard en. Det varte i omtrent 30 ms, gamma-spekteret hadde mer? gammas enn? myk? en, og det var første gang en røntgenstråle etterlysning noen gang ble oppdaget.
Astronomer har "desperat søkt etterglødninger" i årevis. Dette er røntgen-, UV-, optisk-, IR- og radiobølgene som strømmer fra stedet for GRB, etter at gammastrålingen har forsvunnet. Fordi vi kan finne kilden til disse mer nøyaktig enn GRBene selv, er det å finne etterglødninger det første trinnet for å finne ut hva de er.
Før GRB050509b lente astronomer seg mot teorien om at lange myke GRB-er supernovaer (kollapsar). Selv om det har blitt publisert dusinvis av teoretiske artikler om hva kort-harde GRB-er, var det bare tre scenarier som passet gammastråledataene? sammenslåingen (eller kollisjonen) av en nøytronstjerne med en annen (eller et svart hull), en gigantisk bluss fra en magnetar (en "starquake" i en intenst magnetisk nøytronstjerne), eller en viss variasjon på sammenbruddstemaet.
Nå er den første av det som sannsynligvis vil være hundrevis av papirer på GRB050509b, sendt til publisering. De 28 forfatterne konkluderer med at "det nå er observasjonsstøtte for hypotesen om at kort-harde utbrudd oppstår under sammenslåingen av en kompakt binær (to nøytronstjerner, eller en nøytronstjerne og et svart hull)."
Nøkkelen til forskerne? konklusjonen er "lokaliseringen" av røntgen ettergløden.
Swifts røntgenteleskop oppdaget røntgenbilder fra samme himmelregion som gammas; etter litt sleuthing for å binde den tilsynelatende røntgenposisjonen til astronomene? koordinatsystemet (RA og desember), bestemte Swift XRT-teamet at ettergløden kom fra en sirkel rundt 15 arc (bue sekunder) over, hvis sentrum ligger omtrent 10 ″ fra hjertet av en elliptisk galakse (som nå har det minneverdige navnet G1 ), selv medlem av en rik klynge av galakser badet i røntgenstråler. Hvordan visste de at det var en etterglødning? Fordi det bleknet; den diffuse røntgenstrålingen fra klynger gjør det ikke.
Og til tross for at vi så veldig nøye, ble ingen andre elektromagnetiske etterglødninger oppdaget.
Så nå måtte våre 28 astronomer finne ut om G1s forsteder er der stardeath skjedde, eller et annet sted; hva er "verten?", i astronom-tale.
Moderne astronomi bruker stor statistikk; For å være sikker på at de ikke har en fluke, vil forskere vanligvis ha masse eksempler. I dette tilfellet er den eneste statistikken papirets forfattere kan gjøre, er en beregning? hvor sannsynlig er det at en kort hard GRB (forutsatt at slike er stardeath hendelser) ville oppstå? i nærheten? en elliptisk galakse, i en rik klynge, bare ved en tilfeldighet? Mange forskjellige? Hvor sannsynlig? spørsmål ble stilt; svarene i alle tilfeller er, "ikke veldig sannsynlig?" Ingen utelukker imidlertid uflaks.
Våre forskere kunne nå henvende seg til de forskjellige teoretiske modellene for kortharde GRB-er, og GRB-etterglødninger, for å se hvor godt observasjonsdataene passet de teoretiske forventningene, forutsatt at GRB gikk av i G1.
Gode nyheter (nr. 1) er at ettergløddataene stemmer godt: kort-harde GRB-er frigjør mye mindre (gamma) energi enn lang-myke (så etterglød fra kort-harde GRB-er bør være svakere; gamma-energien er en indikator av energien som brukes til å drive ettergløden). Enda bedre, siden det briste ruskene smadrer inn avgjør hvor lys ettergløden vil være, er den svake GRB050509b ettergløden akkurat det du forventer om det skjedde i den sjeldne gassen i det interstellare mediet til et elliptisk (kollaps etterglødene er lyse delvis fordi de skjer i rotete restene av gasstøvskyene som de ble født fra bare noen millioner år tidligere).
Den andre gode nyheten er at ingen spor av nylig stjernedannelse ble funnet i G1, og dermed utelukker stort sett en kollaps som stamfar. Hvorfor? Fordi kollapsene er veldig unge stjerner, og derfor ikke kan ha flyttet langt fra fødestedet før deres død. Videre ville ruskene til og med den wimpiest kollapsiske supernovaen vært synlig, flere dager etterpå.
Hva med en kjempeflam fra en magnetar? Dette kan ikke utelukkes sterkt for GRB050509b, men en magnetar i en galakse som G1 er ikke veldig sannsynlig, og GRB050509b var tusen ganger lysere enn den sterkeste magnetfakkelen vi hittil har sett.
Det etterlater fusjonen av en nøytronstjerne binær (eller NS-BH binær). Hvor vil vi finne en slik binær, bare klar til å slå seg sammen? De kan sikkert finnes i forstedene til spiralgalakser, eller i kuleklynger, men gigantiske elliptiske galakser som G1 er stort sett der.
Så det er saken avsluttet ?? Ikke helt. ? Andre forfedermodeller er fremdeles levedyktige, og ytterligere raskt lokaliserte utbrudd fra Swift-oppdraget vil utvilsomt bidra til å tydeliggjøre forfedrebildet ytterligere.?
Kan GRB050509b være en stjernestatus i en langt fjernere galakse? Kanskje en av dusin eller så uklare klatter (en mye fjernere galakse-klynge? Slike tilfeldige tilpasninger er veldig vanlige) i eller i nærheten av røntgen ettergløden? Kanskje dette vil bli diskutert i fremtidige artikler om GRB050509b.
Originalkilde: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
