Rozbłyski promieniowania gamma (GRB) to jedne z najgwałtowniejszych i najbardziej energetycznych zjawisk we Wszechświecie. Choć owe zjawiska są najjaśniejszymi eksplozjami we Wszechświecie, nowe badania prowadzone za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, satelity Swift oraz innych teleskopów wskazują, że naukowcy mogą nie zauważać większości tych kosmicznych detonacji.
Astronomowie uważają, że niektóre GRB powstają wskutek kolizji i łączenia dwóch gwiazd neutronowych lub gwiazdy neutronowej z czarną dziurą. Nowe badania wskazują, że tego typu kolizje prowadzą do powstania bardzo wąskiego strumienia, dżetu promieni gamma. Jeżeli taki wąski dżet nie jest skierowany w stronę Ziemi, GRB nie zostanie z niej wykryty.
Kolizje dwóch gwiazd neutronowych lub gwiazdy neutronowej i czarnej dziury są źródłem silnych fal grawitacyjnych, które mogłyby być wykrywane niezależnie od tego, czy dżet skierowany jest w stronę Ziemi. To istotna informacja dla naukowców szacujących liczbę możliwych do wykrycia fal grawitacyjnych.
3 września 2014 roku obserwatorium Swift zarejestrowało rozbłysk GRB – oznaczony GRB 140903A. Naukowcy wykorzystali obserwacje w zakresie optycznym prowadzone za pomocą teleskopu w Obserwatorium Gemini na Hawajach do określenia, że GRB 140903A ma swoje źródło w galaktyce znajdującej się 3,9 miliarda lat świetlnych od Ziemi – to stosunkowo blisko jak na GRB.
Główna część powyższej grafiki to ilustracja przedstawiająca skutki łączenia gwiazd neutronowych, włącznie z wyemitowaniem rozbłysku GRB. W centrum kadru znajduje się kompaktowy obiekt – czarna dziura lub masywna gwiazda neutronowa – na czerwono przedstawiono dysk materii pozostały po mergerze zawierający materię opadającą na kompaktowy obiekt. Energia z tej opadającej materii napędza dżet GRB przedstawiony na żółto. Kolorem pomarańczowym oznaczono wiatr cząstek wywiewanych z dysku, natomiast niebieskim materię wyrzuconą z kompaktowego obiektu i uciekającą z prędkością równą 1/10 prędkości światła.
Mniejsze zdjęcie po lewej przedstawia widok w zakresie optycznym wykonany za pomocą Discovery Channel Telescope (DCT) przedstawiający GRB 140903A w środku kadru. Zdjęcie po prawej przedstawia zbliżenie w zakresie rentgenowskim wykonane za pomocą Obserwatorium Chandra. Jasna gwiazda widoczna na zdjęciu w zakresie optycznym nie jest związana z GRB.
Rozbłysk promieniowania gamma trwał niecałe dwie sekundy – tym samym należał do kategorii „krótkich” rozbłysków GRB, które według astronomów pochodzą z kolizji gwiazda neutronowa-gwiazda neutronowa lub gwiazda-neutronowa-czarna dziura, wskutek których powstaje albo czarna dziura albo gwiazda neutronowa z silnym polem magnetycznym (naukowcy zakładają, że GRB trwające ponad 2 sekundy mają swoje źródło w kolapsie masywnej gwiazdy).
Około trzech tygodni po odkryciu GRB 140903A przez satelitę Swift, zespół badaczy pracujący pod kierownictwem Eleonory Troja z University of Maryland w College Park (UMD), obserwował poświatę tego GRB w zakresie rentgenowskim za pomocą Obserwatorium Chandra. Obserwacje prowadzone w zakresie rentgenowskim i pokazujące w jaki sposób jasność tego GRB malała w czasie dostarczają istotnych informacji o właściwościach dżetu.
Istotną informacją był fakt, że dżet emitowany jest w wyjątkowo wąski kąt bryłowy o szerokości zaledwie 5 stopni. Oznacza to, że astronomowie wykrywają zaledwie około 0,4% tego typu rozbłysków GRB, bowiem cała pozostała reszta nie jest skierowana bezpośrednio w stronę Ziemi.
Źródło: NASA