Et gammastråleutbrudd som ble oppdaget av ESAs integrerte gammastråleobservatorium 3. desember 2003, har blitt grundig studert i flere måneder av en armada av romfarts- og bakkebaserte observatorier. Astronomer har nå konkludert med at denne hendelsen, kalt GRB 031203, er det nærmeste kosmiske gammastrålebrettet på platen, men også den svakeste. Dette antyder også at en hel populasjon av subenergiske gammastråle-utbrudd så langt ikke har blitt lagt merke til ...
Kosmiske gamma-ray bursts (GRBs) er glimt av gammastråler som kan vare fra mindre enn et sekund til noen få minutter og forekomme på tilfeldige posisjoner på himmelen. Det antas at en stor brøkdel av dem blir resultatet når et svart hull skapes fra en døende stjerne i en fjern galakse. Astronomer mener at en varm skive som omgir det sorte hullet, laget av bensin og materie som faller ned på det, på en eller annen måte avgir en energisk stråle parallelt med rotasjonsaksen.
I følge det enkleste bildet, bør alle GRB-ene avgi lignende mengder gammastråle-energi. Brøkdelen av den som blir oppdaget på jorden, bør da avhenge av ‘bredden’ (åpningsvinkelen) og orienteringen til bjelken så vel som avstanden. Mottatt energi skal være større når strålen er smal eller peker mot oss og mindre når strålen er bred eller peker vekk fra oss. Nye data samlet med ESAs høyeenergiobservatorier, Integral og XMM-Newton, viser nå at dette bildet ikke er så oversiktlig og at mengden energi som sendes ut av GRB kan variere betydelig. "Ideen om at alle GRB-ene spytter ut samme mengde gammastråler, eller at de er 'standardlys' som vi kaller dem, utelukkes ganske enkelt av de nye dataene," sier dr. Sergey Sazonov, fra Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences, Moskva (Russland) og Max-Planck Institute for Astrophysics, Garching nær München (Tyskland).
Sazonov og et internasjonalt team av forskere studerte GRB oppdaget av Integral 3. desember 2003 og ga kodenavnet GRB 031203. I løpet av rekord 18 sekunder etter utbruddet hadde Integral Burst Alert System funnet den omtrentlige plasseringen til GRB 031203 i himmelen og sendte informasjonen til et nettverk av observatorier rundt om i verden. Noen timer senere bestemte en av dem, ESAs XMM-Newton, en mye mer presis posisjon for GRB 031203 og oppdaget en raskt falmende røntgenkilde, som senere ble sett av radio og optiske teleskoper på bakken.
Dette vell av data lot astronomer bestemme at GRB 031203 gikk av i en galakse mindre enn 1300 millioner lysår unna, noe som gjør det til det nærmeste GRB som noen gang er observert. Alikevel var måten GRB 031203 nedtonet med tiden og fordelingen av energien ikke forskjellig fra fjern GRB-er. Da begynte forskere å innse at konseptet med 'standardlys' kanskje ikke holder. "Å være så nær bør få GRB 031203 til å virke veldig lys, men mengden gammastråler målt av Integral er omtrent tusen ganger mindre enn hva vi normalt vil forvente av en GRB," sa Sazonov.
Et utbrudd av gammastråler som ble observert i 1998 i en nærmere galakse, virket enda svakere, omtrent hundre ganger mindre lyst enn GRB 031203. Astronomer kunne imidlertid ikke endelig fortelle om det var en ekte GRB fordi hoveddelen av energien ble utsendt mest Røntgenstråler i stedet for gammastråler. Arbeidet med Sazonovs team på GRB 031203 antyder nå at det faktisk kan eksistere svakere GRB-er.
Et team av amerikanske astronomer, koordinert av Alicia Soderberg fra California Institute of Technology, Pasadena (USA), studerte ‘ettergløden’ til GRB 031203 og ga ytterligere støtte til denne konklusjonen. Ettergløden, som slippes ut når en GRBs eksplosjonsbølge sjokkerer det diffuse mediet rundt det, kan vare uker eller måneder og gradvis visne bort. Ved å bruke NASAs Chandra røntgenobservatorium, så Soderberg og hennes team at røntgenlysstyrken til ettergløden var omtrent tusen ganger svakere enn for typiske fjerne GRB-er. Teamets observasjoner med Very Large Array-teleskopet fra National Radio Astronomy Observatory i Socorro (USA) avslørte også en kildedimmer enn vanlig.
Sazonov og Soderberg forklarer at teamene deres lette nøye etter tegn på at GRB 031203 kunne vippes på en slik måte at mesteparten av energien hennes ville unnslippe Integrals oppdagelse. Som Sazonov sa, "det faktum at mesteparten av energien vi ser blir avgitt i gammastråle-domenet, snarere enn i røntgenbildene, betyr at vi ser strålen nesten på aksen." Det er derfor usannsynlig at mye av energiproduksjonen kan gå upåaktet hen.
Denne oppdagelsen antyder eksistensen av en ny populasjon av GRB-er mye nærmere, men også svakere enn flertallet av de hittil kjente, som er veldig energiske, men fjerne. Gjenstander av denne typen kan også være svært mange og dermed produsere hyppigere utbrudd.
Hovedtyngden av denne befolkningen har så langt sluppet unna vår oppmerksomhet fordi den ligger på grensen for deteksjon med tidligere og nåværende instrumenter. Integral kan imidlertid være like følsom nok til å avsløre noen flere av dem i årene som kommer. Disse kan bare være toppen av isfjellet og fremtidige gammastråleobservatorier, for eksempel det planlagte NASAs Swift-oppdrag, bør kunne utvide dette søket til et mye større volum av universet og finne mange flere subenergiske GRB-er.
Originalkilde: ESA News Release
