Tisková zpráva..." /> Gigantické exploze zahalené v prachu | Vzdálený vesmír | Články | Astronomický informační server astro.cz


Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Gigantické exploze zahalené v prachu
Jiří Srba Vytisknout článek

Gigantické exploze zahalené v prachu

představa okolí gama záblesku GRB 020819B založená na datech ALMA - eso1418 Autor: NAOJ
představa okolí gama záblesku GRB 020819B založená na datech ALMA - eso1418
Autor: NAOJ
ALMA zkoumá okolí záblesků záření gama

Tisková zpráva Evropské jižní observatoře (018/2014): Pozorování provedená pomocí soustavy radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) umožnila poprvé přímo zmapovat molekulární plyn a prach v galaxiích, kde došlo k zábleskům záření gama. Gama záblesky jsou považovány za nejmohutnější exploze ve vesmíru. V jejich okolí bylo překvapivě objeveno mnohem menší množství plynu, než se očekávalo, a naopak vyšší množství prachu. Obálky prachu mohou v některých případech snížit množství energie odcházející z gama záblesku na určitých vlnových délkách, čímž klesne jejich pozorovaná jasnost. Práce byla zveřejněna v odborném časopise Nature 12. června 2014. Jedná se o první publikované výsledky pozorování efektů spojených se zábleskem gama pomocí ALMA, které dokumentují potenciál tohoto zařízení při jejich zkoumání.

Gama záblesky (Gamma-ray bursts, GRBs) jsou záblesky elektromagnetického záření s extrémně vysokou energií, které pozorujeme ve vzdálených galaxiích a jedná se o nejjasnější explozivní jevy ve vesmíru. Záblesky trvající déle než několik sekund jsou označovány jako 'dlouhé' (long-duration gamma-ray bursts, LGRBs, [1]) a za jejich původce jsou považovány supernovy – mohutné exploze, ke kterým dochází v závěrečné fázi vývoje velmi hmotných hvězd.

Typický gama záblesk uvolní během několika sekund tolik energie jako Slunce za celých deset miliard let svého života. Po samotné explozi následuje pomalý pokles jasnosti na různých vlnových délkách včetně viditelného záření, který je označován jako dosvit (afterglow). Předpokládá se, že vzniká při kolizi vyvržené hmoty s okolním plynem.

Je však záhadou, proč některé gama záblesky žádný optický dosvit nemají. Astronomové tyto záblesky označují jako temné (dark bursts). Jedním z možných vysvětlení je, že oblaky prachu v okolí absorbují část záření záblesku.

V uplynulých několika letech astronomové ve snaze lépe pochopit záblesky záření gama podrobně zkoumali galaxie, ve kterých k nim došlo. Vědci předpokládali, že hmotné hvězdy, které jsou původci gama záblesků, se budou nacházet v oblastech s probíhající tvorbou hvězdhvězd. Měly by tedy být oklopeny velkým množstvím molekulárního plynu, který je pro tvorbu hvězd nezbytný. Tuto teorii se však nepodařilo žádným pozorováním potvrdit.

Týmu japonských astronomů se však nyní s použitím zařízení ALMA podařilo vůbec poprvé detekovat rádiové emise molekulárního plynu ve dvojicí galaxií, ve kterých došlo ke dlouhým zábleskům záření gama (GRB 020819B a GRB 051022). První galaxie se nachází asi 4,3 miliardy světelných let od Země, druhá 6,9 miliardy světelných let. Přestože v žádné galaxii, ve které se odehrál záblesk gama, se dosud rádiovou emisi zaznamenat nepodařilo, mimořádná citlivost zařízení ALMA takové pozorování umožnila [2].  

gama záblesk GRB 020819B - eso1418 Autor: Bunyo Hatsukade(NAOJ), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
gama záblesk GRB 020819B - eso1418
Autor: Bunyo Hatsukade(NAOJ), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Člen výzkumného týmu Kotaro Kohno (University of Tokyo) říká: „Molekulární plyn v galaxiích, ve kterých došlo k zábleskům záření gama, jsme pomocí různých teleskopů po celém světě hledali přes deset let. Díky naší pečlivé práci se nám konečně podařilo získat průlomové pozorování pomocí výkonného systému ALMA. Je to opravdu vzrušující.“

Dalšího úspěchu se podařilo dosáhnout díky vysokému rozlišení sítě ALMA, které umožnilo prozkoumat rozložení molekulárního plynu a prachu v těchto galaxiích. Pozorování protějšku záblesku GRB 020819B odhalila ve vnějších partiích této galaxie [3] prostředí se zvýšeným obsahem prachu, zatímco molekulární plyn se nachází pouze poblíž jejího středu. Je to vůbec poprvé, co se podařilo prozkoumat rozložení plynu a prachu v galaxii, ve které se odehrál záblesk gama záření.

Neočekávali jsme, že by k zábleskům záření gama mohlo docházet v takto zaprášeném prostředí s nízkým podílem molekulárního plynu vzhledem k prachu. To naznačuje, že gama záblesky nastaly v prostředí, které se výrazně odlišuje od typické oblasti vzniku nových hvězd,“ říká člen týmu Bunyo Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan).

Mohlo by to znamenat, že hmotné hvězdy značně pozměnily své bezprostřední okolí v oblasti vzniku hvězd ještě před tím, než explodovaly.  

Členové výzkumného týmu se domnívají, že důvodem vysokého podílu prachu oproti molekulárnímu plynu v místě, kde se odehrál gama záblesk, by mohla být odlišná reakce molekul plynu a prachových částic na ultrafialové záření. Jelikož vazby mezi atomy v molekulách plynu se mohou působením ultrafialového záření snadno rozrušit, molekulární plyn nemůže dlouhodobě přežít v prostředí ozařovaném horkými a hmotnými hvězdami (včetně hvězd, která mohou explodovat a vytvořit gama záblesk) v oblastech s probíhajícím vznikem hvězd. Ačkoliv podobné rozložení plynu a prachu bylo pozorováno i v případě GRB 051022, tyto výsledky bude potřeba ještě potvrdit. Dosud provedená pozorování nemají při mnohem větší vzdálenosti mateřské galaxie dostatečné rozlišení. V každém případě tato pozorování provedená zařízením ALMA podporují hypotézu, že jsou to právě částice prachu, které absorbují část záření dosvitu a způsobují tak vznik temných gama záblesků.

Výsledy, které jsme tentokrát získali, dalece předčily naše očekávání. Bude potřeba provést pozorování dalších galaxií s gama záblesky, abychom byli schopni popsat obecné podmínky v prostředí v těsném okolí záblesku gama. Už se těšíme na další výzkum s vylepšenými schopnostmi sítě ALMA,“ dodává Hatsukade.

 

Zdroj

 

Poznámky

[1] Dlouhé gama záblesky (long-duration GRBs, LGRBs) trvající déle než dvě sekundy představují asi 70% všech pozorovaných záblesků záření gama. Během uplynulých deseti let vědci rozpoznali novou třídu gama záblesků s dobou trvání pod dvě sekundy (takzvané short-duration GRBs, SGRBs), které pravděpodobně vznikají při procesu spojení dvojice neutronových hvězd a nejsou tedy spojeny s explozí supernovy.

[2] Citlivost ALMA byla při těchto pozorováních asi 5krát vyšší ve srovnání s jinými obdobnými teleskopy. Počáteční vědecká pozorování pomocí ALMA byla zahájena s ještě nedokončeným polem antén v roce 2011 (eso1137). Uvedená pozorování byla provedena pomocí 24-27 antén se vzájemnou vzdáleností do 125 m. Dokončení celého pole 66 antén (eso1342) je do budoucna velmi slibné, jelikož umožňuje rozmístění antén do různých konfigurací s maximálními vzdálenostmi od 150 m až po 16 kilometrů

[3] V mezihvězdném prostředí Galaxie (a blízkých galaxiích s probíhajícím formováním hvězd) je podíl hmotnosti prachu k hmotnosti molekulárního plynu asi 1%. V okolí záblesku záření gama GRB 020819B je tento podíl minimálně desetkrát vyšší.

 

Další informace

Mezinárodní astronomická observatoř ALMA je společným projektem Evropy, Severní Ameriky a východní Asie ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za Evropu financována ESO, za severní Ameriku NSF (National Science Foundation) ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a s NSC (National Science Council of Taiwan) a za východní Asii NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu. Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze Severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, plánování a provoz teleskopu ALMA.

 

Výzkum byl zveřejněn ve vědeckém časopise Nature (1. června 2014) v článku s názvem 'Two gamma-ray bursts from dusty regions with little molecular gas‘ autorů B. Hatsukade a kol.

 

Složení týmu: B. Hatsukade (NOAJ, Tokyo, Japonsko), K. Ohta (Department of Astronomy, Kyoto University, Kyoto, Japonsko), A. Endo (Kavli Institute of NanoScience, TU Delft, Nizozemí), K. Nakanishi (NAOJ; JAO, Santiago, Chile; The Graduate University for Advanced Studies (Sokendai), Tokyo, Japonsko), Y. Tamura (Institute of Astronomy [IoA], University of Tokyo, Japonsko), T. Hashimoto (NAOJ) a K. Kohno (IoA; Research Centre for the Early Universe, University of Tokyo, Japonsko).

 

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.

 

Odkazy

 

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Bunyo Hatsukade; National Astronomical Observatory of Japan; Japan; Tel.: +81-422-34-3900 (ext. 3173); Email: bunyo.hatsukade@nao.ac.jp

Masaaki Hiramatsu; National Astronomical Observatory of Japan; Japan; Tel.: +81-422-34-3630; Email: hiramatsu.masaaki@nao.ac.jp

Lars Lindberg Christensen; ESO education and Public Outreach Department; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6761; Mobil: +49 173 3872 621; Email: lars@eso.org

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1418. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.




O autorovi

Jiří Srba

Jiří Srba

Narodil se v roce 1980 ve Vsetíně. Na střední škole začal navštěvovat astronomický kroužek při Hvězdárně Vsetín, kde se stal aktivním pozorovatelem meteorů a komet. Zde také publikoval své první populárně astronomické články. Je členem Společnosti pro meziplanetární hmotu (SMPH). Připravuje české překlady tiskových zpráv Evropské jižní observatoře.



35. vesmírný týden 2025

35. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 25. 8. do 31. 8. 2025. Měsíc po novu se koncem týdne objeví na večerní obloze. Ráno můžeme pozorovat všechny planety kromě Marsu. Aktivita Slunce se možná zvýší. SpaceX se chystá k 10. testu Super Heavy Starship. První stupeň Falconu 9 se chystá k 30. znovupoužití. Tato raketa má letos za sebou již více než 100 startů a v uplynulém týdnu vynesla i vojenský miniraketoplán X-37b a nákladní loď Dragon na misi CRS-33 k ISS. Před 50 lety zazářila v souhvězdí Labutě poměrně jasná nová hvězda, nova V1500 Cygni.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mlhovina Barnard 150

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2025 obdržel snímek „Temná mlhovina Barnard 150“, jehož autorem je astrofotograf Václav Kubeš       Dávno, opravdu dávno již tomu. Někdy v době, kdy do Evropy začali pronikat Slované a začala se formovat Velkomoravská říše, v době, kdy Frankové

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

IC 1396 Sloní chobot

IC 1396 je veľká emisná hmlovina v súhvezdí Cefea. Nachádza sa pod spojnicou hviezd alfa a zéta Cephei a je v nej aj premenná hviezda Erakis. Hmlovina zaberá oblasť s priemerom niekoľko stoviek svetelných rokov a jej svetlo k nám letí asi 3 000 rokov. Na nočnej oblohe je jej zdanlivý priemer desaťkrát väčší ako priemer Mesiaca v splne, čo je 170´ (5°). Má celkovú magnitúdu 3,0, ale je taká roztiahnutá, že voľným okom nemáme šancu ju vidieť. Hmotnosť hmloviny je odhadovaná na 12 000 hmotností Slnka. Hmlovinu vzbudzuje k žiareniu najmä veľmi hmotná a veľmi mladá hviezda HD 206267 v strede oblasti. Hviezdu obklopujú ionizované mraky vytvárajúce okolo nej vo vzdialenosti 80 až 130 svetelných rokov prstencový útvar. Sú to zvyšky molekulárneho mraku, z ktorého sa zrodila hviezda HD 206267 a ďalšie hviezdy v tejto oblasti, ktoré spolu tvoria hviezdokopu s označením Tr37. Ďalej od centrálnej hviezdy sú pásma tmavého a chladného materiálu. Známou časťou hmloviny je obrovský tmavý molekulárny mrak pomenovaný hmlovina Sloní chobot. Jej tvar vymodeloval hviezdny vietor z HD 206267. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBSHO filtre, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 65x120sec. R, 63x120sec. G, 52x120sec. B, 120x60sec. L, 186x600sec Halpha, 112x600sec.+18x900sec. O3, 144x600sec. S2, master bias, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 9.6. až 23.8.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »