Első alkalommal észleltek kozmikus óriásrobbanásokat földi gammasugár-teleszkópokkal

Első alkalommal észleltek kozmikus óriásrobbanásokat földi gammasugár-teleszkópokkal

Az univerzum legerősebb robbanásai sokkal nagyobb energiasugárzást produkálnak, mint ezelőtt gondolták: jellegzetes teleszkópok támogatásával két internacionális kutatócsoportnak sikerült észlelnie a legnagyobb energiájú gammasugarakat, amelyeket valaha gammakitörésből mértek.

A kitörések megközelítőleg akár 100 milliárdszor akkora energiájúak voltak, mint a megfigyelhető fény.

A H. E. S. S. és a MAGIC űrteleszkópokkal dolgozó tudósok a Nature akadémiai folyóiratban publikálták megfigyeléseiket az első földi gammasugár-teleszkópokkal észlelt gammasugárzás-kitörésekről. A Német Elektronszinkrotron, a DESY lényeges szerepet játszott mindkét megfigyelésben – olvasható a phys. org akadémiai portálon megjelent cikkben.

A tudósok ezelőtt műholdakkal tanulmányozták a gammakitöréseket. A szatellitek viszont túl kis detektorokkal rendelkeznek ahhoz, hogy érzékeljék a kis fényerejű gammasugárzást, amely hatalmas energiájú gammasugárzásból ered. Így gyakorlatilag nem volt ismert, hogy az hatalmas robbanások kibocsátanak-e gammasugarakat fölöttébb nagy energiájú tartományban is.

Éveken keresztül próbáltak elkapni egy gammakitörést a Cserenkov-teleszkópokkal. Ezt követően váratlanul, 2018 nyara és 2019 januárja közt két internacionális csillagászcsoport első alkalommal észlelt a Földről gammasugarakat két hatalmas gammakitörésből. 2018. július 20-án a Namíbiában található 28 méteres a High-Energy Stereoscopic System, a H. E. S. S. észlelte a 180720B gammasugárzást, 2019 januárjában ugyanakkor a La Palmán álló Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov, a MAGIC észlelte a 190114C kitörést.

Mindkét megfigyelést az amerikai űrkutatási hivatal (NASA) gammasugár-műholdjai indították el, amelyek figyelemmel kísérik az égbolt gammasugárzását, és észleléskor automata riasztást küldenek más gammasugár-megfigyelő intézetekhez.

“Olyan sebesen rá tudtunk mutatni a származási régióra, hogy a robbanás kiindulási észlelése után mindössze 57 másodperccel elkezdhettük a megfigyelést. A megfigyelés első 20 percében sok ezernyi fotont észleltünk a gammakitörésből” – közölte Cosimo Nigro, a MAGIC kutatócsoportjának tagja.

A MAGIC 200 és ezer milliárd elektronvolt (0,2-1 teraelektronvolt) energiájú gammasugárzást mért. “Ezek messze a legnagyobb energiájú fotonok, amelyeket valaha egy gammasugár-kitörésből észleltek” – hangoztatta Elisa Bernardini, aki a MAGIC-kutatócsoportot vezeti a DESY-ben. Összehasonlításként: a érzékelhető fény 1-3 elektronvolt közti értékű.

A szakemberek megállapították, hogy a 190114C gammasugárzás-kitörés több mint négymilliárd fényévnyire történt. Ami azt jelenti, hogy a fénye több mint négy milliárd év alatt ért hozzánk.

Az észlelt másik nagy gammasugárzás-kitörés, a 180720B még távolabb, hatmilliárd fényévnyire történt. A belőle érkező gammasugárzás energiája még a kiindulási robbanás után is 100 és 440 milliárd elektronvolt közt volt észlelhető.

“Meglepő módon a H. E. S. S. teleszkóp több mint tíz órával azután, hogy a robbanást a műholdak első alkalommal jelezték, a robbanás irányából 119 gammamennyiség-többletet észlelt” – közölte Stefan Ohm, a H. E. S. S. kutatócsoport vezetője a DESY-ben.

Konstancja Satalecka, a DESY felfedezője alapján az is kiderült, hogy eddig a kiáramló energia felét nem észlelték.

mti