14 stycznia, późny wieczór, w Europie dawno już zapadł zmrok. Satelity NASA rejestrują gwałtowny wzrost promieniowania gamma. W ciągu zaledwie 25 sekund informacja obiega obserwatoria na całym świecie. Kolejne pół minuty później teleskopy na hiszpańskiej wyspie La Palma ustawiają się w kierunku błysku i rozpoczynają obserwacje. Tak udało się zarejestrować najbardziej energetyczny błysk gamma, jaki kiedykolwiek zmierzono. W środę naukowcy zaprezentowali szczegóły obserwacji.
Źródło tego, co astrofizycy i astronomowie zobaczyli w styczniowy wieczór, było poza naszą Galaktyką, tak daleko, że trudno to sobie wyobrazić. - To kilka miliardów lat świetlnych od nas - tłumaczy dr Julian Sitarek z katedry astrofizyki Uniwersytetu Łódzkiego.
Jest jednym z uczestników projektu MAGIC - to współpraca naukowców z kilkunastu krajów, w tym z Polski. Wspólnie zbudowali i użytkują dwa bliźniacze teleskopy, umieszczone na wyspie La Palma w archipelagu Wysp Kanaryjskich. To właśnie te teleskopy obserwowały błysk nazwany GRB 190114C, a wyniki pracy badaczy opublikowano w środę w czasopiśmie "Nature".
Tajemnicze błyski
Żeby zrozumieć rangę styczniowych obserwacji, trzeba dowiedzieć się, czym są błyski gamma, które od dziesiątek lat fascynują naukowców.
- Błyski gamma są tak naprawdę najbardziej gwałtownymi, najbardziej energetycznymi procesami we Wszechświecie. Uważamy, że to, co je powoduje, to wybuchy, w których zapada się jądro masywnej gwiazdy. Ewentualnie jest jeszcze druga opcja, kiedy mamy dwie gwiazdy neutronowe: bardzo zwarte obiekty, które się łączą ze sobą i w tych procesach jest wyzwalana olbrzymia ilość energii - opowiada Sitarek.
Według naukowców, jest ona porównywalna z ilością energii, którą Słońce wyprodukuje w ciągu całego swojego życia, czyli około dziesięciu miliardów lat. Błysk gamma, powstający zdaniem naukowców najczęściej w wyniku gwałtownej śmierci gwiazdy i jej wybuchu, emituje taką energię w ciągu kilku sekund.
Nie da się go jednak przewidzieć - błyski przychodzą ze wszystkich zakątków Wszechświata i nie można ustalić kiedy, ani z którego kierunku będzie można je zaobserwować. Dlatego ich detekcja z udziałem naziemnych teleskopów jest tak trudna. 14 stycznia 2019 roku się to udało.
14 stycznia
Standardowo po każdej nocy astronomowie dostają wiadomość z podsumowania tego, co działo się w obserwatorium. Tego dnia było jednak inaczej. To był początek nocy, około godziny 20.
Satelity wychwyciły rozbłysk. Po takim sygnale teleskopy MAGIC zostały przekierowywane na odpowiedni obszar. Nie jest to jednak proste, bo każdy z nich waży ponad 60 ton. A w tym przypadku musiały wykonać obrót o 180 stopni. - Czyli najgorszy możliwy przypadek - podkreśla Sitarek.
Samo przekierowanie teleskopu trwało 25 sekund. - Tyle samo czasu trwało wytworzenie alertu, rozesłanie go po całej ziemi, otrzymanie go przez nas, przeanalizowanie i potem rozpoczęcie całej procedury - relacjonuje. Sekundy uciekały, a teleskop musiał się jeszcze ustabilizować. - Po 56 sekundzie już mieliśmy użyteczne dane - opowiada Sitarek.
- Kiedy ten rozbłysk się wydarzył, było duże poruszenie. Wiele osób sprawdzało, czy na pewno to jest prawdziwy rozbłysk, czy to nie jest gwiazda, która nas oszukuje - wspomina.
To był pierwszy raz, kiedy udało się odkryć promieniowanie gamma z takiego typu obiektu - mówi Sitarek. - Udało się spojrzeć wystarczająco szybko na rozbłysk, który był wystarczająco blisko i był obserwowany w takich warunkach, które pozwoliły zobaczyć to, co zobaczyliśmy - dodaje. Sprzyjała pogoda, a przede wszystkim fakt, że do zdarzenia doszło nocą.
Potęga
Analiza danych zebranych w pierwszych dziesiątkach sekund pokazała emisję sięgającą energii bilion razy większej niż światło widzialne.
Co więcej, w tym czasie strumień promieniowania dochodzący ze źródła ustanowił nowy rekord najjaśniejszego obiektu widzianego w tym zakresie energii - tłumaczą przedstawiciele współpracy MAGIC w komunikacie.
Pomimo że galaktyka, z której pochodzi GRB 190114C, jest oddalona od nas o miliardy lat świetlnych, jej emisja była 100-krotnie silniejsza od najjaśniejszego stabilnego, obserwowanego stale źródła, czyli Mgławicy Kraba.
Dla astrofizyki wysokich energii to ogromny krok i początek nowej ery badań, które pomogą lepiej zrozumieć procesy fizyczne związane z wciąż tajemniczymi eksplozjami.
Polski wkład w MAGIC
MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov) to para 17-metrowych teleskopów umieszczonych na wyspie La Palma, na wysokości około 2200 metrów nad poziomem morza. Teleskopy są użytkowane przez 280-osobowy zespół naukowców, inżynierów i techników z kilkunastu krajów.
- Grupa z Uniwersytetu Łódzkiego jest w tym eksperymencie od samego początku, kiedy teleskopy zostały zbudowane i zaczęły zbierać dane. Bierzemy udział we wszystkich aspektach pracy tych teleskopów. Jeździmy tam na obserwacje, bierzemy udział w rozwijaniu metod analizy danych, interpretacji danych, a także w ustalaniu samego programu obserwacyjnego, bo projekty wybierane są co roku - podkreśla Sitarek.
Autor: dd,map,bż,aw / Źródło: Nature, MAGIC, DESY, tvnmeteo.pl
Źródło zdjęcia głównego: Gabriel Pérez Díaz/IAC