S vremena na vrijeme, noćno nebo obasja se spektakularnom eksplozijom koja bukti najsnažnijom svjetlošću koju naš Univerzum može proizvesti. Poznati kao eksplozije gama zraka, one mogu za nekoliko sekundi osloboditi ono što će naše Sunce emitovati tokom svog životnog vijeka, piše Scienc Alert.
Sada su naučnici pronašli nikada ranije viđen signal zakopan u spektru elektromagnetnog zračenja koje je isporučio najsjajniji prasak gama zraka ikada zabilježen.
Taj signal je emisiona svjetlost – svijetla regija u spektru gama zraka koju proizvodi nešto što emituje svjetlost u tom specifičnom opsegu talasnih dužina. A to je nešto, utvrdili su naučnici, potpuno i potpuno uništenje: uzajamno uništavanje elektron-pozitronskih parova, materije i njenog parnjaka antimaterije .
Nadimak 'ČAMAC' (skraćenica od Najsjajniji svih vremena), prasak je otkriven još u oktobru 2022. godine. Bio je rezultat eksplozije ogromne zvijezde dok se njeno jezgro srušilo u crnu rupu , izbacujući toliko energetskih fotona da smo imao teškoća sa preciznim mjerenjima.
Ali mjerenja su zaista obavljena i naučnici su od samog početka znali da gledaju nešto posebno.
"Nekoliko minuta nakon što je BOAT eruptirao, Fermijev Gama-ray Burst Monitor zabilježio je neobičan energetski vrh koji je privukao našu pažnju", kaže astrofizičarka Maria Edvige Ravasio sa Univerziteta Radboud u Nizozemskoj.
"Kada sam prvi put vidio taj signal, naježio sam se. Naša analiza od tada pokazuje da je to prva emisiona linija visoke pouzdanosti ikada viđena u 50 godina proučavanja rafala gama zraka."
Pojavljujući se kao osvijetljene trake na spektru svjetlosti emitirane iz izvora, emisione linije ukazuju na to da nešto uzrokuje svjetlost određenih valnih dužina da sija jače – izvor dodatne emisije. Slično, tamnije trake poznate kao apsorpcijske linije mogu se pojaviti tamo gdje se apsorbiraju valne dužine svjetlosti.
Karakteristike emisije i apsorpcije mogu nam reći mnogo o konstituentskoj hemiji različitih astrofizičkih procesa, od metalnosti zvijezda do molekula u sastavu udaljenih planetarnih atmosfera.
Postoje različiti scenariji koji mogu proizvesti eksploziju gama zraka , eksploziju najenergičnije svjetlosti u elektromagnetnom spektru, ali onaj koji je proizveo ČAMAC – službeno nazvan GRB 221009A – bio je rođenje crne rupe . Spoljašnji materijal zvijezde je nasilno izbačen u svemir, dok se jezgro srušilo pod gravitacijom i formiralo najgušći objekat u Univerzumu.
Ovu eksploziju pratili su mlazovi ili čestice koje su pucale prema van u suprotnim smjerovima.
Kada je GRB 221009A prvi put eksplodirao, svjetlina je bila toliko ekstremna da je zaklonila svaki detalj. Tokom 80 sekundi, prasak je evoluirao od vršne energije od 12 miliona elektron volti do oko 6 miliona elektron volti. Samo pet minuta kasnije, sjaj je dovoljno splasnuo da Fermi teleskop gama zraka može uočiti emisionu liniju koja je trajala najmanje 40 sekundi.
Istraživači vjeruju da je za pojačani sjaj odgovoran fenomen nazvan anihilacija. Kada se elektron i njegov antimaterijalni parnjak, pozitron, sudare, oni proizvode foton sa energijom od 0,511 miliona elektron-volti.
Karakteristika emisije uočena u ČAMCU odražava mnogo veću energiju, ali istraživači imaju objašnjenje za to. Anihilacija se dogodila u mlazu koji se kretao prema nama sa otprilike 99,9 posto brzine svjetlosti. To je učinilo da se energija čini mnogo višom nego što je bila, što je iluzija zasnovana na našem kutu gledanja koja se može vidjeti u drugim astrofizičkim mlazovima.
"Budući da gledamo u mlaz, gdje se materija kreće skoro brzinom svjetlosti, ova emisija postaje jako pomjerena u plavo i gurnuta prema mnogo višim energijama", objašnjava astrofizičar Gor Oganesyan sa Instituta za nauku Gran Sasso u Italiji.
Iako se čini da je GRB 221009A bio ekstremni primjer praska gama zraka, naknadna zapažanja i analize su od tada otkrile da je ČAMAC zapravo bio sasvim normalan – njegova svjetlina je bila samo rezultat njegove orijentacije, izbijajući upravo u našem smjeru.
Ovo je zapravo dobra vijest. To znači da možemo koristiti ČAMAC da shvatimo kako se eksplozije gama zraka obično razvijaju tokom vremena, i procesi koji se odvijaju unutar njih.
"Nakon decenija proučavanja ovih nevjerovatnih kosmičkih eksplozija, još uvijek ne razumijemo detalje o tome kako ti mlaznjaci rade", kaže astrofizičarka Elizabeth Hays iz NASA-inog Centra za svemirske letove Goddard.
"Pronalaženje tragova poput ove izvanredne linije emisije pomoći će naučnicima da dublje istraže ovo ekstremno okruženje."
Nalazi su objavljeni u časopisu Science .
