Ανιχνευτές ALMA, περιβάλλοντος γύρω από σκοτεινές εκρήξεις ακτίνων-γ
Έκρηξη ακτίνων-γ θαμμένη στη σκόνη (καλλιτεχνική απεικόνιση)
Credit: NAOJ
Καλλιτεχνική απεικόνιση του περιβάλλοντος γύρω από την έκρηξη GRB 020819B βάση τις παρατηρήσεις από το ALMA.
Οι παρατηρήσεις από το Atacama Μεγάλη Συστοιχία Χιλιοστόμετρο / χιλιοστού (ALMA), για πρώτη φορά χαρτογράφησε άμεσα το μοριακό αέριο και τη σκόνη στους γαλαξίες υποδοχής των εκρήξεων ακτίνων-γ (GRBs) - τις μεγαλύτερες εκρήξεις στο Σύμπαν.
Προς μεγάλη έκπληξη, παρατηρήθηκε λιγότερο αέριο από το αναμενόμενο, και αντίστοιχα πολύ περισσότερη σκόνη, καθιστώντας κάποιες εκλάμψεις ακτίνων-γ (GRBs) να εμφανίζονται ως "σκοτεινές εκρήξεις GRBs".
Η εργασία αυτή, θα δημοσιευθεί στο περιοδικό Nature στις 12 Ιουνίου 2014 και είναι το πρώτο αποτέλεσμα επιστήμης του ALMA για τις εκλάμψεις ακτίνων-γ που θα παρουσιαστεί.
Η εργασία αυτή, θα δημοσιευθεί στο περιοδικό Nature στις 12 Ιουνίου 2014 και είναι το πρώτο αποτέλεσμα επιστήμης του ALMA για τις εκλάμψεις ακτίνων-γ που θα παρουσιαστεί.
Δείχνει τις πιθανότητες του ALMA, στο να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα αυτά τα αντικείμενα.
Οι εκρήξεις ακτίνων-γ (GRBs), είναι έντονες εκρήξεις εξαιρετικά υψηλής ενέργειας που παρατηρούνται σε μακρινούς γαλαξίες - το πιο λαμπρό εκρηκτικό φαινόμενο στο Σύμπαν.
Εκρήξεις, οι οποίες διαρκούν περισσότερο από μερικά δευτερόλεπτα, είναι γνωστές ως μακράς διάρκειας εκρήξεις ακτίνων-γ (LGRBs), και συνδέονται με εκρήξεις σουπερνοβα - ισχυρές εκρήξεις στο τέλος της ζωής των μεγάλων άστρων.
Έκρηξη ακτίνων-γ θαμμένη στη σκόνη
Credit: Bunyo Hatsukade(NAOJ), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Οι παρατηρήσεις του γαλαξία υποδοχής για την έκλαμψη GRB 020819B. Μετρήσεις ράδιο-μοριακού αερίου (αριστερά) και σκόνη (μέση), τα οποία παρατηρούνται με το ALMA. Μια εικόνα στο ορατό φως λαμβάνεται από τον Frederick C. Gillette , στο Βόρειο Τηλεσκόπιο Gemini (δεξιά). Ο σταυρός υποδεικνύει τη θέση της έκρηξης GRB.
Σε μόλις λίγα δευτερόλεπτα, μια τυπική έκρηξη απελευθερώνει τόση ενέργεια όση ο Ήλιος σε όλη του τη ζωή, διάρκειας δέκα δισεκατομμυρίων ετών.
Η ίδια η έκρηξη, συχνά ακολουθείται από μια βραδέως εξασθένιση εκπομπή, που είναι γνωστή ως λάμψη, η οποία πιστεύεται ότι δημιουργήθηκε από συγκρούσεις μεταξύ του εκτινασσόμενου υλικού και του περιβάλλοντος αερίου.
Ωστόσο, ορισμένες εκρήξεις ακτίνων-γ, μυστηριωδώς φαίνεται να μην έχουν λάμψη - που αναφέρονται ως "σκοτεινές εκρήξεις".
Μια πιθανή εξήγηση, είναι ότι σύννεφα σκόνης απορροφούν την ακτινοβολία της λάμψης.
Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες έχουν εργαστεί για να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο σχηματίζονται οι εκπομπές GRBs, ανιχνεύοντας τους γαλαξίες που τις φιλοξενούν.
Οι αστρονόμοι αναμένουν, ότι τα τεράστια αστέρια που ήταν πηγή εκπομπών GRB, πρόγονοι, θα βρεθούν σε ενεργές περιοχές σχηματισμού άστρων σε αυτούς τους γαλαξίες, τα οποία θα περιβάλλονται από ένα μεγάλο μέρος μοριακού αερίου - το καύσιμο για το σχηματισμό των άστρων. Ωστόσο, δεν υπήρξε αποτέλεσμα στην παρατήρηση για να υποστηρίξει αυτήν την θεωρία, αφήνοντας ένα μακροχρόνιο μυστήριο.
Έκρηξη ακτίνων-γ θαμμένη στη σκόνη (καλλιτεχνική απεικόνιση)
Credit: NAOJ
Καλλιτεχνική απεικόνιση του περιβάλλοντος γύρω από την έκλαμψη GRB 020819B με βάση τις παρατηρήσεις από το ALMA.
Για πρώτη φορά, μια Ιαπωνική ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Bunyo Hatsukade από το Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας, χρησιμοποίησε το ALMA για την ανίχνευση της εκπομπής ραδιοκυμάτων, από το μοριακό αέριο σε δύο σκοτεινούς οικοδεσπότες LGRB - GRB 020819B και GRB 051022 - περίπου 4,3 και 6,9 δισεκατομμύρια έτη φωτός, αντίστοιχα.
Παρά το γεγονός ότι η ράδιο-εκπομπή αυτή ποτέ δεν είχε εντοπιστεί στους GRB γαλαξίες υποδοχής, το ALMA κατέστησε δυνατή την παρατήρηση τους, με την άνευ προηγουμένου υψηλή ευαισθησία του.
Παρά το γεγονός ότι η ράδιο-εκπομπή αυτή ποτέ δεν είχε εντοπιστεί στους GRB γαλαξίες υποδοχής, το ALMA κατέστησε δυνατή την παρατήρηση τους, με την άνευ προηγουμένου υψηλή ευαισθησία του.
Ο Kotaro Kohno, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο και μέλος της ερευνητικής ομάδας, δήλωσε: «Έχουμε ψάξει για μοριακό αέριο στους GRB γαλαξίες που τις φιλοξενούν για πάνω από δέκα χρόνια με διάφορα τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο.
Ως αποτέλεσμα της σκληρής δουλειάς μας, πετύχαμε τελικά ένα αξιοσημείωτο επίτευγμα, χρησιμοποιώντας τη δύναμη του ALMA.
Είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι με αυτό που έχουμε επιτύχει».
Είμαστε πολύ ενθουσιασμένοι με αυτό που έχουμε επιτύχει».
Ένα άλλο αξιοσημείωτο επίτευγμα που κατέστη δυνατό από την υψηλή ανάλυση του ALMA, ήταν να ανακαλύψουμε την κατανομή των μοριακών αερίων και σκόνης στους GRB γαλαξίες που τις φιλοξενούν.
Οι παρατηρήσεις του GRB 020819B, αποκάλυψαν ένα περιβάλλον εξαιρετικά πλούσιο σε σκόνη στις παρυφές του γαλαξία υποδοχής, ενώ, μοριακό αέριο βρέθηκε μόνο γύρω από το κέντρο του.
Αυτή είναι η πρώτη φορά που μια τέτοια κατανομή μεταξύ των GRB υποδοχέων γαλαξιών, έχει αποκαλυφθεί.
Έκρηξη ακτίνων-γ θαμμένη σε σκόνη (καλλιτεχνική απεικόνιση)
Credit: NAOJ
Καλλιτεχνική απεικόνιση του περιβάλλοντος γύρω από την έκρηξη GRB 020819B, βάση τις παρατηρήσεις από το ALMA. Η έκρηξη GRB, συνέβη σε έναν βραχίονα ενός γαλαξία στον αστερισμό των Ιχθύων (Τα Ψάρια). Οι GRBs, είναι τεράστιες εκρήξεις ενός αστεριού, ρίχνοντας πίδακες υψηλής ταχύτητας σε μια κατεύθυνση προς τον παρατηρητή. Ως προς μεγάλη έκπληξη, παρατηρήθηκε λιγότερο αέριο από το αναμενόμενο, και αντίστοιχα πολύ περισσότερη σκόνη, κάνοντας κάποιες εκλάμψεις GRBs να εμφανίζονται ως "σκοτεινές εκρήξεις GRBs".
«Δεν περιμέναμε ότι οι εκλάμψεις GRB θα συμβούν σε ένα τέτοιο περιβάλλον σκόνης με χαμηλή αναλογία μοριακού αερίου σε σκόνη.
Αυτό υποδεικνύει ότι η GRB, εμφανίστηκαν σε ένα περιβάλλον αρκετά διαφορετικό από μια τυπική περιοχή σχηματισμού άστρων," λέει ο Hatsukade.
Αυτό υποδηλώνει ότι τα ογκώδη αστέρια, που πεθαίνουν ως GRBs, αλλάζουν το περιβάλλον στην περιοχή σχηματισμού άστρων τους πριν εκραγούν.
Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι μια πιθανή εξήγηση για το υψηλό ποσοστό της σκόνης σε σύγκριση με το μοριακό αέριο στην περιοχή της έκρηξης GRB, είναι η διαφορά στις αντιδράσεις τους στην υπεριώδη ακτινοβολία.
Δεδομένου ότι οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων που απαρτίζουν τα μόρια, "σπάνε" εύκολα από την υπεριώδη ακτινοβολία, το μοριακό αέριο δεν μπορεί να επιβιώσει σε ένα περιβάλλον που εκτίθενται σε έντονη υπεριώδη ακτινοβολία που παράγεται από τα καυτά, τεράστια αστέρια στην περιοχή σχηματισμού άστρων του, συμπεριλαμβανομένης αυτής, τελικά θα εκραγεί ως παρατηρούμενη εκπομπή GRB.
Παρά το γεγονός ότι μια παρόμοια κατανομή παρατηρείται επίσης, και στην περίπτωση της GRB 051022, αυτό δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί λόγω έλλειψης της ανάλυσης (όπως η GRB 051022 υποδοχής βρίσκεται πιο μακριά από τον υποδοχέα GRB 020819B).
Σε κάθε περίπτωση, αυτές οι παρατηρήσεις από το ALMA, υποστηρίζουν την υπόθεση ότι είναι η σκόνη που απορροφά την ακτινοβολία λάμψης, προκαλώντας τις σκοτεινές εκρήξεις ακτίνων-γ.
"Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται αυτή τη φορά, ήταν πέρα από τις προσδοκίες μας.
Πρέπει να πραγματοποιήσουμε περαιτέρω παρατηρήσεις με άλλους οικοδεσπότες εκρήξεων GRB, για να δούμε αν αυτό θα μπορούσε να είναι γενικό περιβάλλον συνθηκών μιας περιοχής GRB.
Ανυπομονούμε για τη μελλοντική έρευνα με τη βελτιωμένη ικανότητα του ALMA», λέει ο Hatsukade.
Μετάφραση: To-New-Sas
ΠΗΓΗ: eso.org
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου