Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Grudzień 2019

< poprzedni Archiwum następny >

Pierwsze odkrycie poświaty błysku promieniowania gamma w zakresie bardzo wysokich energii

Po dziesięcioletnich poszukiwaniach naukowcy po raz pierwszy zarejestrowali rozbłysk promieniowania gamma w zakresie bardzo wysokich energii (VHE). Odkrycia dokonał w lipcu 2018 r. międzynarodowy zespół High Energy Stereoscopic System ( H.E.S.S.) za pomocą ogromnego 28-metrowego teleskopu, wchodzącego w skład sieci teleskopów H.E.S.S. w Namibii. Niespodziewanie okazało się, iż ów nadzwyczaj energetyczny rozbłysk, będący skutkiem "kosmicznego kataklizmu", utrzymywał się w zakresie gamma VHE bardzo długo po początkowej eksplozji.

Błyski promieniowania gamma są skutkiem kosmicznych eksplozji (Ilustracja 2) i trwają krótko, zazwyczaj kilkadziesiąt sekund. Są to najjaśniejsze rozbłyski znane we Wszechświecie. Przez długi czas po błysku gamma obserwuje się poświatę w zakresie rentgenowskim, optycznym i radiowym. Energia krótkiego błysku gamma emitowana jest w postaci fotonów około miliona razy bardziej energetycznych niż fotony światła widzialnego. Promieniowanie złożone z takich fotonów można rejestrować wyłącznie przez instrumenty umieszczone na satelitach. Pytanie, czy błyskowi takiego promieniowania gamma towarzyszy emisja w zakresie VHE (fotony o energii ok. 100 miliardów razy większej, niż fotony światła widzialnego) pozostawało do niedawna bez odpowiedzi.

20 lipca 2018 roku obserwatorium satelitarne Fermi, a parę sekund później obserwatorium satelitarne Swift, zaalarmowały świat o błysku gamma trwającym pięćdziesiąt sekund, któremu nadano nazwę GRB 180720B. Liczne obserwatoria optyczne rozpoczęły wkrótce obserwacje części nieba, z której pochodził błysk gamma, szukając po nim poświaty w zakresie optycznym.

Dla sieci teleskopów obserwatorium H.E.S.S. ta lokalizacja stała się dostępna dopiero dziesięć godzin później. Mimo to zespół H.E.S.S. postanowił przeprowadzić obserwacje, licząc na zarejestrowanie w zakresie VHE poświaty błysku GRB 180720B. Obserwacje zakończyły się sukcesem.

Dwugodzinne obserwacje H.E.S.S. wykazały obecność nowego źródła w tym samym miejscu, co wykryta wcześniej poświata optyczna (Ilustracja 1). Odkrycia emisji gamma VHE z błysku gamma oczekiwano już od ponad dziesięciu lat, jednak nikt nie spodziewał się tak silnej poświaty tak długo po samym błysku. To przełomowe odkrycie umożliwia nowy wgląd w naturę zjawiska kosmicznych błysków gamma. Artykuł o odkryciu ‘A very-high-energy component deep in the γ-ray burst afterglow’ ukazał się 20 listopada b.r. w Nature.

W odkryciu brał udział zespół badaczy z 5 polskich instytucji naukowych, w tym z UW, UJ, CAMK PAN, UMK i IFJ PAN. Polska bierze udział w pracach obserwatorium H.E.S.S. od roku 2005. Warto podkreślić, że wielki teleskop obserwatorium wykorzystany przy obecnym odkryciu został zbudowany także z naszym udziałem. Ogłoszeniu obecnego odkrycia w Nature towarzyszyła równoległa prezentacja podobnego odkrycia dokonanego niezależnie dla innego rozbłysku gamma przez obserwatorium MAGIC, z udziałem badaczy z Uniwersytetu Łódzkiego.




Oryginalna publikacja: Abdalla, H., Adam, R., Aharonian, F. et al.: A very-high-energy component deep in the γ-ray burst afterglow, Nature, 575, 464–467 (2019).


Przedstawione wyniki są częścią badań prowadzonych w Zakładzie Astrofizyki Wysokich Energii i Zakładzie Astronomii Gwiazdowej i Pozagalaktycznej Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego. W pracach obserwatorium H.E.S.S. bierze udział grupa badaczy z Obserwatorium Astronomicznego UJ: Marek Jamrozy, Michał Ostrowski i Łukasz Stawarz oraz doktorantka Angel Priama Noel.





Kontakt:

Michał Ostrowski Obserwatorium Astronomiczne UJ M. Ostrowski [at] oa.uj.edu.pl