Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Paradigma výzkumu záblesků gama bylo zpochybněno

Paradigma výzkumu záblesků gama bylo zpochybněno

Umělecká představa gama záblesku
Autor: Aurore Simmonet

Kdysi dávno byl svět gama záblesků (GRB) pěkně rozdělen pouze na dvě třídy: Dlouhé záblesky s dobou trvání v záření gama delší než 2 s a krátké záblesky, které trvají dobu kratší než 2 s. Dlouhé gama záblesky vznikají při konečné explozi velmi hmotné hvězdy a jsou doprovázeny také velmi energetickou supernovou, což se podařilo prokázat již před 20 lety. Krátké GRB vznikají při splynutí dvou neutronových hvězd, které jsou samy pozůstatkem masivních hvězd, což víme od první detekce gravitačních vln spojených s takovouto událostí v roce 2017.

Tisková zpráva Astronomického ústavu AV ČR ze dne 9. 12. 2022

Analogicky k supernovám asociovaným s dlouhými záblesky následují po krátkých GRB později slabší a červenější exploze, protože na výbuch zbylo méně trosek, pro které astronomové vymysleli název „kilonova“. Brzy však začalo být rozdělení světa GRB méně jednoznačné: již v roce 2006 se pozorovaly dva dlouhé GRB, které neměly supernovu, a o několik let později další. Podivné výjimky? Nebo to nejsou skutečné dlouhé GRB? Někteří vědci později dokonce vyslovili předpověď, že tyto dlouhé GRB mohly mít kilonovu, nikoli supernovu.

Před rokem dva nezávislé výzkumné týmy potvrdily teorii, že delší záblesk může být následován kilonovou. GRB 211211A – jasný a téměř minutu dlouhý gama záblesk – byl doprovázen signálem kilonovy a nikoliv supernovy, což potvrdilo, že jeho původcem bylo splynutí páru kompaktních objektů, nikoliv zhroucení masivní hvězdy. Toto pozorování bylo možné díky tomu, že zdroj byl relativně blízko – „pouhých“ 1,1 miliardy světelných let, kilonovy jsou slabé a proto jsou obtížně detekovatelné. Pozorují se také snáze v infračerveném světle. Záření radioaktivního rozpadu těžkých prvků vzniklých při těchto explozích (tzv. lanthanoidů, skupiny prvků periodické soustavy) vrcholí v infračervené oblasti a na viditelných vlnových délkách je spíše neprůhledné. Gama záblesk se nacházel ve vnějších částech své mateřské galaxie ve vzdálenosti kolem 26 tisíc světelných let od jádra, kde je plyn galaxie příliš řídký na to, aby byl vidět. To by pro dlouhý gama záblesk bylo neobvyklé, ty se většinou nacházejí v jasných oblastech s aktivní tvorbou hvězd.

Část oblohy s pozicí gama záblesku GRB 211211A Autor: Nature
Část oblohy s pozicí gama záblesku GRB 211211A
Autor: Nature
Tým vedený doktorandem Jilianem Rastinejadem z Northwestern University v USA studoval tuto zvláštní událost mnoha různými pozemními i vesmírnými dalekohledy. Členkou tohoto týmu byla i astronomka Christina Thöne z Astronomického ústavu AV ČR, která prováděla několikatýdenní pozorování tohoto objektu přístroji na observatoři Calar Alto (CAHA) v jižním Španělsku a 10,4m teleskopem Gran Telescopio Canarias (GTC) na Kanárských ostrovech. Pozorování z CAHA ukázala vytrvalý pokles jasnosti zdroje ve viditelném světle, což byl první náznak, že u tohoto objektu nenastane standardní supernova typická pro dlouhý GRB. Dalekohled GTC pak poskytl infračervená pozorování důležitá pro charakterizaci kilonovy. Nezávislý tým kolem Eleonory Troji z univerzity Tor Vergata v Římě dospěl ke stejnému závěru pomocí jiné sady pozorování, čímž výsledek získal na přesvědčivosti.

GRB 211211A náleží zřejmě ke zvláštní třídě takzvaných krátkých GRB s prodlouženou emisí, které mají jasný krátký pulz, po kterém přichází delší a o mnoho slabší emise. Někteří astronomové se dokonce domnívají, že by se mohlo jednat o zcela novou třídu objektů, např. splynutí černé díry s neutronovou hvězdou. To však bylo v tomto případě vyloučeno.

Vzdálenost objektu byla tak malá, že kdyby byly současné detektory gravitačních vln v provozu (v současné době jsou vypnuty kvůli prováděným vylepšením), mohla se tato událost dokonce detekovat na gravitačních vlnách. Tyto detektory budou brzy opět spuštěny a astronomové doufají v nové objevy na „více kanálech“ – v gravitačních vlnách a ve světle zároveň.

Publikované vědecké práce:

Rastinejad, J., Gompertz, B., Levan, A., & Fong, W., et al. (2022). "Kilonova následující po dlouhotrvajícím záblesku gama ve vzdálenosti 350 Mpc". Publikováno v časopise Nature. DOI: 10.1038/s41586-022-05390-w

Troja, E., Fryer, C. L., O'Connor, B., & Ryan, G., et al. (2022). "Blízký dlouhý gama záblesk ze splynutí kompaktních objektů". Publikováno v časopise Nature. DOI: 10.1038/s41586-022-05327-3

Kontakt pro další informace:

Christina Thöne, Astronomický ústav AV ČR (německy, anglicky), cthoene@asu.cas.cz 

Martin Jelínek – Stelární oddělení, vedoucí skupiny astrofyziky vysokých energií (česky, anglicky) martin.jelinek@asu.cas.cz




O autorovi

Pavel Suchan

Pavel Suchan

Narodil se v roce 1956 a astronomii se věnuje prakticky od dětství. Dlouhodobě působil na petřínské hvězdárně v Praze jako popularizátor astronomie a zároveň byl aktivním účastníkem meteorických expedic na Hvězdárně v Úpici. V současnosti pracuje na Astronomickém ústavu AV ČR, kde je vedoucím referátu vnějších vztahů a tiskovým mluvčím. V České astronomické společnosti je velmi významnou osobností - je čestným členem, místopředsedou ČAS, tiskovým tajemníkem, předsedou Odborné skupiny pro tmavou oblohu a také zasedá v porotě České astrofotografie měsíce.

Štítky: Gama záblesk


15. vesmírný týden 2024

15. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 8. 4. do 14. 4. 2024. Měsíc bude v novu a v Americe uvidí úplné zatmění Slunce. Na večerní obloze se loučíme s kometou 12P/Pons-Brooks, která na začátku dubna ještě o magnitudu zjasnila a na večerní obloze ji doplní Jupiter a srpek Měsíce. Aktivita Slunce je nižší. Přistál Sojuz MS-24. SpaceX intenzivně chystá další testovací let SuperHeavy Starship. Delta IV Heavy pro technický problém rampy ještě neletěla. Před 65 lety byla vybrána v USA první sedmička astronautů a před 60 lety začal program Gemini.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

kometa 12P/Pons-Brooks v souhvězdí Labutě

Titul Česká astrofotografie měsíce za únor 2024 obdržel snímek „Kometa 12P/Pons-Brooks v souhvězdí Labutě“, jehož autorem je Jan Beránek.   Vlasatice, dnes jim říkáme komety, budily zejména ve středověku hrůzu a děs nejen mezi obyčejnými lidmi. Možná více se o ně zajímali panovníci.

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Bodeho galaxie M81 a M82

Bodeho hmlovina (iné názvy: Bodeho galaxia, Messier 81, M 81, NGC 3031) je špirálová galaxia vzdialená od Slnka 12 miliónov svetelných rokov v súhvezdí Veľká medvedica. Objavil ju Johann Elert Bode v roku 1774. Cigara (iné názvy: Messier 82, M 82, NGC 3034) je nepravidelná galaxia typu (Ir II) v súhvezdí Veľká medvedica s výraznými stopami výbuchu jadra. Jej zdanlivá jasnosť je 9,2m, absolútna jasnosť -20,2m, celková hmotnosť 10 miliárd hmotností Slnka, priemer 32 000 ly. Vo vodíkovej čiare Hα má vláknitú štruktúru, expandujúcu smerom od centra rýchlosťou asi 1 000 km.s-1 pri vzdialenosti 5 000 ly od jadra. Kinetická energia expandujúcich plynov sa odhaduje na 1048-1059 J. Expanzia sa vysvetľuje výbuchom, ktorý nastal v jadre galaxie pred 1 000 000 rokmi. Niektorí autori vysvetľujú pozorovanú šírku spektrálnych čiar ich zložitým, multipletovým charakterom bez predpokladaného výbuchu. Fotograficky sa dosiaľ nepodarilo rozlíšiť v galaxii jednotlivé hviezdy. Televíznou technikou sa potvrdila prítomnosť hviezd v jej centrálnych oblastiach (horúce B hviezdy) i v okrajových oblastiach (hviezdy spektrálnych typov A, F). Fotografie v infračervenom svetle dokázali, že v centrálnej časti galaxie je niekoľko zhustení B hviezd; celý tento komplex sa nazýva superkopa B hviezd. M82 je zdrojom rádiového a röntgenového žiarenia. Najjasnejší kompaktný zdroj rádiového žiarenia v jadre galaxie má priemer iba 25 svetelných dní. Rádiové pozorovania dokázali, že galaxia je vo veľkom komplexe mrakov neutrálneho vodíka, ktorý je spoločný aj pre galaxiu M81. Vzdialenosť od Zeme 10 miliónov ly. Skúsil som zlúćiť čerstvé dáta z minuloročnými snímkami a k tomu pridat Halpha vrstvu. Dokopy to bolo cez 33 hodin dát. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800, GSO 2" komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, Optolong L-eNhance filter, FocusDream focuser, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Dáta z roku 2023: EQ5Pro, GSO Newton astrograf 150/600, GSO 2" komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, myFocuserPRO2, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Software: NINA, Astro pixel processor, Siril, Starnet++, Adobe photoshop 138x180 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C, 134x360 sec. Lights gain15, offset113 pri -10°C cez Optolong L-eNhance, master bias, 240 flats, master darks, master darkflats Dáta z roku 2023: 269x180 sec. Lights gain5, offset115 pri -10°C 14.2. až 10.4.2024 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »