Új adatok az Univerzum eddig észlelt legfényesebb robbanásáról

Idén tavasszal egy minden korábbinál fényesebb gammafelvillanást figyeltek meg, amely éppen bolygónk felé irányult. Ez volt az eddig rögzített legnagyobb energiájú robbanás a Világegyetemben. Nemrég újabb eredmények láttak napvilágot az eseménnyel kapcsolatban, amelyet a NASA szerdai satótájékoztatóján ismertetett. 

Mint arról korábbi cikkünkben is írtunk, 2008. március 19-e fontos nap volt a SWIFT-űrteleszkóp számára, ugyanis 24 óra leforgása alatt 5 gammakitörés és több egyéb robbanás sugárzását azonosította. A SWIFT Föld körüli pályán keringő obszervatórium, amely a nagyenergiájú gamma-hullámhosszakon végzi megfigyeléseit.

A gammafelvillanások a mai Világegyetemben ismert legnagyobb energiájú jelenségek. Két nagy csoportjuk létezik: a rövid és hosszú felvillanások. A modellek alapján a rövid gammavillanások két neutroncsillag összeütközésekor jönnek létre, a hosszú gammavillanások pedig extrém nagytömegű csillagok élete végén, ún. hipernóva-robbanások alkalmával történnek. Utóbbi esetben a nagytömegű csillag magjának összeroskadásakor a centrumban egy fekete lyuk keletkezik, és a felszabaduló energia egy része a csillag eredeti egyenlítői síkjára merőlegesen, két anyagsugár formájában lövell ki. A jelenség akkor feltűnő és látszik intenzív villanásként, ha a két sugár egyike a Föld felé mutat.

Ilyet sikerült megfigyelni március 19-én, amikor a SWIFT három éve folyó munkájának eddigi legenergikusabb gammafelvillanását rögzítette. A GRB 080319B jelzésű forrás vöröseltolódását a chilei VLT-távcsövekkel, valamint a 11 méter átmérőjű Hobby-Eberley-teleszkóppal határozták meg, amely z = 0,94-nek adódott. Eszerint közel 7,5 milliárd fényév távolságban történt a robbanás, vagyis sugárzása 7,5 milliárd éve indult el felénk, amikor a Világegyetem kora valamivel kevesebb mint fele volt a jelenleginek. Az esemény annyira energikus volt, hogy rövid ideig az égbolton +5,6 magnitúdósnak mutatkozott - tehát akár szabad szemmel is megfigyelhető volt.

Nemrég a Leichester Egyetem szakemberei és velük együttműködő kutatók a SWIFT és a földi távcsövek adatainak kombinálásával új modellt dolgoztak ki a jelenség magyarázatára. A mérésekbe ezúttal már a Wind-szonda fedélzetén található KONUS detektor adatait, valamint a TARTORA nevű orosz-kínai együttműködés keretében üzemeltetett robotteleszkóp méréseit is felhasználták.

Az elemzések során kiderült, hogy robbanás során keletkező anyagsugár nem egy homogén nyaláb volt, mint azt eddig feltételezték. Az esemény során a kirepülő részecskék többsége egy szélesebb, közel 10 fokos nyílásszögű kúp mentén áramlott, míg ezen belül egy erősebben fókuszált, gyorsabb, központi helyzetű nyaláb is mozgott. Itt a kirepült részecskék a fénysebesség közel 99.99995%-ával haladtak, és ezekkel kapcsolatos a megfigyelt extrém nagy fényesség.

A Paritel-teleszkóp felvételei a robbanás maximális fázisakor (a) és néhány órával később (b, c). A műszer az infravörös tartományban a jelenség feltűnése után már 54 másodperccel elkezdte a megfigyeléseket

Az eddig rögzített gammavillanásoknál csak a szélesebb, külső anyagsugarat azonosították. A keskeny központi kiáramlás felismeréséhez nagy szerencse kell, mivel annak nyílásszöge a fenti mérések alapján mindössze 0,4 fok. A statisztikai vizsgálatok szerint ilyen észlelésre és szerencsés egybeesésre nagyjából csak évtizedenként egy alkalommal kerül sor.

A megfigyelés egyben arra utal, hogy ha hasonló jelenségek már a Világegyetem korai időszakában, a Nagy Bumm után néhány százmillió évvel is léteztek, akkor elméletileg azok megfigyelése is lehetséges. Ezúttal a robbanás felhőjének sugárzása az esemény után közel egy hónappal halványodott el annyira, hogy a robbanás helyszínét, egy a távoli galaxist is sikerült megfigyelni. Ha a kérdéses gammavillanásra nem ilyen messze, hanem 6000 fényév távolságban, tehát a Galaxisunkon belül, hozzánk közel került volna sor, olyan fényesnek mutatkozott volna, mint a Nap a Föld egén.

Egy gammafelvillanás kialakulásának modellje (NASA/SkyWorks Digital)