Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES

Gama záblesky byly objeveny zcela náhodně v šedesátých letech vojenskými družicemi Vela, které měly monitorovat dodržování zákazu atmosférických zkoušek jaderných zbraní na celém světě. Téměř nesměrové detektory družic totiž přinášely informace o neobvyklých záblescích v tvrdém oboru gama a až pečlivá triangulace ukázala, že zdrojem jsou neznámé kosmické jevy. V počátcích oboru astronomové formulovali více hypotéz k vysvětlení těchto jevů, než bylo k dispozici pozorování.

Odborníci jsou si jisti, že jsou nejméně dva typy gama záblesků, ale zároveň se v průběhu času vyčlenily různé jiné jevy, které „jako gama záblesky vypadají, ale nejsou jimi“. Dvě zmíněné skupiny se liší podle doby trvání. Tzv. záblesky krátké jsou nejspíše odezvou gravitačního splynutí dvou neutronových hvězd. Záblesky dlouhé jsou naproti tomu spojeny s gravitačním kolapsem velmi hmotných, rychle rotujících hvězd, zřejmě na černou díru. V průběhu kolapsu je část látky urychlena černou dírou na relativistické rychlosti a proniká zbývající obálkou hvězdy, přičemž vzniká rázová vlna, jež je mimo jiné silným zdrojem tvrdého záření v  oboru gama.

Gama záblesky jsou již delší dobu rutinně objevovány družicemi na oběžné dráze Země, které proběhnuvší záblesk lokalizují a v reálném čase předávají jeho pozici pozemním pozorovatelům. Navíc, záblesk v gama oboru je jedna věc, ale nesmírné množství zajímavých informací lze získat z optického spektra. Jelikož jsou gama záblesky jevy krátké a neopakují se, je nutno pozorovat hned a co nejrychleji. Vzhledem k omezenému pozorovacímu času na velkých dalekohledech je nutno nejprve posoudit, zda má smysl se o pořízení spektra pokoušet, hodnotné spektrum lze pořídit tak u jednoho z pěti záblesků. Rychlé posouzení optické emise se tak stalo jedním ze stimulů pro rozvoj robotických dalekohledů, např. španělsko-české sítě dalekohledů BOOTES.

Rychlý průběh jevu klade přísné požadavky na vlastnosti teleskopu, především pak schopnost včasného začátku pozorování na daném místě na obloze. Takovou úlohu člověk může zvládnout s reakční dobou alespoň pěti minut, což již může být pozdě. Oproti tomu robotický teleskop je schopen na dané místo na obloze najet již desítky sekund poté, co dostane informaci o probíhajícím záblesku, a začít pozorovat. Zajímavé věci se při gama záblesku v optickém oboru zpravidla dějí během prvních desítek minut po záblesku. Čím kratší dobu po, tím větší pravděpodobnost je, že budeme svědky něčeho zajímavého.

Astronomové z ASU se dlouhodobě podílejí na vývoji i provozu takových dalekohledů a Martin Jelínek hrál důležitou roli při stavbě sítě BOOTES (Burst Observer and Optical Transient Exploring System), jejíž španělská část, sestávající se ze dvou stanic, je v provozu již více než patnáct let. Posledních deset let činnosti pak shrnuje M. Jelínek v představovaném článku. Za těchto deset let se dalekohledy zúčastnily pozorování jednasedmdesáti objektů, z čehož se v jednadvaceti případech  opravdu podařilo detekovat dosvit.

Je pozoruhodné, že dalekohledy BOOTES najížděly na místo pozorování skutečně velmi rychle, v případě záblesku GRB110411A byla pozorování zahájena již 24 sekund poté, co byl záblesk registrován přístroji na kosmických družicích. Podle specifikací by měl mít dalekohled BOOTES-1 střední dobu reakce kolem 40 s, BOOTES-2 asi 14 s. Ostatní prodlevy jsou způsobeny faktory mimo systém, na nichž se podílí především přenos alertu z družice až k pozorovatelům. Fotometrické série z dalekohledů BOOTES přispěly k pokroku v porozumění těmto, i dnes záhadným, jevům, a to i přesto, že jde o celkem malé dalekohledy (30 a 60 cm).

Reference

Jelínek, M. a kol., A Decade of GRB Follow-Up by BOOTES in Spain (2003–2013), Advances in Astronomy 2016, id.192846, preprint arXiv:1610.04444

Kontakt

Mgr. Martin Jelínek, Ph. D.
Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR
Email: martin.jelinek@asu.cas.cz

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR
[2] Dalekohledy a projekt BOOTES (anglicky)

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v.v.i.