Közelebb a rövid gammakitörések magyarázatához

A gammavillanások vagy gammakitörések a Világegyetem legenergikusabb robbanásaitól keletkeznek. Egy új eredmény szerint valószínű, hogy a rövid típusuk két neutroncsillag vagy egy neutroncsillag és egy fekete lyuk ütközésétől keletkezik.

Forrás: John RoweFantáziarajz egy neutroncsillag-párosról az összeolvadás előtti pillanatban

A gammakitörések rövid, rendkívül nagyenergiájú robbanásoktól származnak, amelyek mibenléte pontosan nem ismert. Az eddigi megfigyelések alapján két nagy csoportra osztják őket: a hosszú és rövid lefutású kitörésekre. A hosszabbakat elméletileg hatalmas csillagok élete végén bekövetkező úgynevezett hipernóva-robbanások okozzák. Ekkor a csillag robbanásakor centruma egy fekete lyukká omlik össze, és a sugárzás jelentős része két főkuszált nyaláb formájában távozik. Ha ezek egyike felénk mutat, akkor látunk akár több másodperc hosszú gammakitörést, és általában még tovább tartó halvány utófénylést.

A rövidebb lefutású gammakitörések csak néhány ezredmásodpercig tartanak, de ez alatt milliárdszor erősebben sugároznak, mint a Napunk. A szakemberek egy ideje azt feltételezik, hogy kompakt objektumok összeolvadásakor, például két neutroncsillag vagy egy neutroncsillag és egy fekete lyuk találkozásakor keletkeznek - de a jelenség magyarázata eddig elég bizonytalan volt.

Derek Fox (Penn State University), Shri Kulkarni (Caltech) és további 31 munkatársuk több földi távcső és űrteleszkóp eredményeinek együttes vizsgálata alapján tettek előrelépést, az idei május 9-i és július 9-i gammakitörések részletes vizsgálatával.

A május 9-i eseményt elsőként a NASA SWIFT-űrobszervatóriuma rögzítette, majd más műszerekkel is készültek róla megfigyelések. Még sikeresebb volt a Grus csillagkép irányában július 9-én történt, 0,007 másodpercig tartó, GRB050709 jelű gammakitörés megfigyelése. Ezt a Föld körül keringő HETE-2 műhold rögzítette elsőként, ez volt egyben az első olyan rövid gammakitörés, amelynél halvány utófénylést is észleltek. A jelenséget a Chandra röntgen-űrobszervatóriummal, az 1,5 méteres dán, a 8,2 méteres Subaru, a 2,5 méteres Du Pont, az 1 méteres Swope teleszkópokkal, emellett az Északi Gemini távcsővel és a Hubble-űrtávcsővel, valamint a VLA rádióteleszkóp-rendszerrel egyaránt sikerült megfigyelni. A mérések egybevetésével szerzett pontos adatok alapján nagy valószínűséggel állíthatjuk, hogy a jelenséget nem egyetlen csillag felrobbanása okozta.

Kiderült, hogy GRB050709 jelű gammakitörésre egy viszonylag közeli, 1-2 milliárd fényévre lévő, aktív csillagkeletkezést mutató galaxisban került sor. Egyértelmű lett továbbá, hogy a jelenség túl halvány volt ahhoz, hogy szupernóva-, vagy hipernóva-robbanás okozhatta volna. Továbbá ennek, valamint a május 9-i esemény sugárzásának energia eloszlása jól egyezett a két neutroncsillag vagy egy neutroncsillag és egy fekete lyuk ütközését leíró modellek előrejelzéseivel. Mindezeken felül a május 9-i esemény egy galaxis külső, a csillagkeletkezési régióktól távoli részében történt. Utóbbi robbanást tehát idős objektum vagy objektumok okozták. MInden arra utal tehát, hogy a "tettes" nem lehetett olyan nagytömegű és rövid életű csillag, amilyen a szupernóvákhoz vagy hipernóvákhoz szükséges.

Bár a mostani megfigyelések alapján sem lehet 100%-os biztonsággal állítani, hogy a rövid gammakitöréseket két kompakt égitest összeolvadása okozza, az eddigi megfigyelések között messze ez a legerősebb érv az összeolvadó modell mellett. Az ütközés előtti milliomod másodpercekben az objektumok feltehetőleg rendkívül gyorsan spiráloznak egymás felé. Eközben elméletileg olyan gravitációs hullámokat produkálnak, amelyeket képesek leszünk a következő évtizedek új műszereivel megfigyelni.