Sissejuhatus
Pühapäeval, 9. oktoobril Judith Racusin oli 35,000 XNUMX jala kõrgusel õhus teel suure energiaga astrofüüsika konverentsile, mil toimus ajaloo suurim kosmiline plahvatus. "Maandusin, vaatasin oma telefoni ja sain kümneid sõnumeid," ütles NASA Marylandis asuva Goddardi kosmoselennukeskuse astrofüüsik Racusin. "See oli tõesti erakordne."
Plahvatus oli pikk gammakiirgus, kosmiline sündmus, kus massiivne surev täht vallandab võimsad energiajoad, kui see variseb kokku mustaks auguks või neutrontäheks. See konkreetne purse oli nii ere, et see küllastas üle Fermi gammakiirguse kosmoseteleskoobi – NASA orbiidi teleskoobi, mis on mõeldud osaliselt selliste sündmuste jälgimiseks. "Sekundis oli nii palju footoneid, et nad ei suutnud sammu pidada," ütles Andrew Levan, astrofüüsik Radboudi ülikoolis Hollandis. Tundub, et purunemine põhjustas isegi Maa ionosfääri, Maa atmosfääri ülemise kihi, suuruselt paisuma mitmeks tunniks. "Asjaolu, et saate muuta Maa ionosfääri objektist, mis asub poolel universumil, on üsna uskumatu," ütles ta. Doug Welch, Kanada McMasteri ülikooli astronoom.
Astronoomid nimetasid seda jultunult PAADIks – “kõigi aegade säravaimaks” – ja hakkasid seda pigistama, et saada teavet gammakiirguse purskete ja kosmose kohta üldisemalt. "Isegi 10 aasta pärast on sellest andmekogumist uus arusaam, " ütles Eric Burns, Louisiana osariigi ülikooli astrofüüsik. "Mind pole ikka veel päris tabanud, et see tõesti juhtus."
Esialgne analüüs viitab sellele, et põhjuseid, miks PAAT nii särav oli, on kaks. Esiteks toimus see Maast umbes 2.4 miljardi valgusaasta kaugusel – gammakiirguse purske jaoks üsna lähedal (ehkki meie galaktikast kaugel). Samuti on tõenäoline, et PAADI võimas reaktiivlennuk oli suunatud meie poole. Need kaks tegurit ühendasid, et muuta see selline sündmus, mis toimub vaid kord paarisaja aasta jooksul.
Võib-olla kõige mõjuvam tähelepanek toimus Hiinas. Seal, Sichuani provintsis, jälgib suur kõrgmäestiku õhudušši vaatluskeskus (LHAASO) kosmosest pärit suure energiaga osakesi. Gammakiirguse astronoomia ajaloos on teadlased näinud nendelt objektidelt tulevat vaid paarsada suure energiaga footonit. LHAASO nägi 5,000 sellest ühest sündmusest. "Gammakiirguse purunemine toimus põhimõtteliselt otse nende kohal taevas," ütles Sylvia Zhu, Hamburgi Saksa elektronsünkrotroni (DESY) astrofüüsik.
Nende avastuste hulgas oli arvatav suure energiaga footon 18 teraelektronvoldise (TeV) juures – neli korda kõrgem kui miski varem gammakiirguse purske põhjal ja energilisem kui suurimad energiad, mis Suure Hadronipõrgetise abil saavutati. Selline suure energiaga footon oleks pidanud teel Maale kaduma, neelduma interaktsioonidest universumi taustvalgusega.
Kuidas see siis siia sattus? Üks võimalus on see, et pärast gammakiirgust muudeti suure energiaga footon aksioonitaoliseks osakeseks. Axions on oletatavad kerged osakesed, mis võib seletada tumeainet; aksioonitaolised osakesed arvatakse olevat veidi kopsakamad. Kõrge energiaga footonid võivad olla muudetakse sellisteks osakesteks tugevate magnetväljadega, nagu need, mis ümbritsevad plahvatavat tähte. Aksioonitaoline osake liiguks siis takistamatult üle kosmose avaruste. Kui see jõudis meie galaktikasse, muutsid magnetväljad selle tagasi footoniks, mis seejärel jõuaks Maale.
Esmasele avastamisele järgneval nädalal mitu astrofüüsikute meeskonda soovitas seda mehhanismi teaduslikule eeltrüki saidile arxiv.org üles laaditud paberites. "See oleks väga uskumatu avastus," ütles Itaalia riikliku astrofüüsika instituudi (INAF) astrofüüsik Giorgio Galanti, kes oli ühe uuringu kaasautor. esimene neist paberitest.
Teised teadlased aga mõtlevad, kas LHAASO tuvastamine võib olla eksliku identiteedi juhtum. Võib-olla tuli suure energiaga footon kuskilt mujalt ja selle täpselt õige saabumisaeg oli lihtsalt juhus. "Ma olen väga skeptiline," ütles Milena Crnogorčević, astrofüüsik Marylandi ülikoolis. "Praegu kaldun selle poole, et see oleks taustasündmus." (Et asja veelgi keerulisemaks muuta, Vene observatoorium teatatud purskest tulnud veelgi suurema energiaga 251 TeV footoni tabamus. Kuid "žürii on sellest endiselt väljas", ütles Fermi teleskoobi projektiteadlase asetäitja Racusin. "Ma olen veidi skeptiline.")
Seni pole LHAASO meeskond oma vaatluste üksikasjalikke tulemusi avaldanud. Burns, kes koordineerib ülemaailmset koostööd PAADI uurimiseks, loodab, et nad seda teevad. "Olen väga uudishimulik, et näha, mis neil on," ütles ta. Kuid ta mõistab, miks teatud ettevaatlikkus võib olla õigustatud. "Kui ma istuksin andmetel, millel oleks kasvõi mõne protsendi tõenäosus tumeaine tõestuseks, oleksin praegu erakordselt ettevaatlik," ütles Burns. Kui footonit saab PADIGA siduda, "tõenäoliselt oleks see tõend uuest füüsikast ja potentsiaalselt tumeainest," ütles Crnogorčević. LHAASO meeskond kommentaaritaotlusele ei vastanud.
Isegi ilma LHAASO andmeteta võib sündmusest nähtav valguse hulk võimaldada teadlastel vastata mõnele suurimale küsimusele gammakiirguse purskete kohta, sealhulgas suurematele mõistatustele reaktiivlennuki enda kohta. „Kuidas reaktiivlennuk välja lastakse? Mis toimub lennukis, kui see kosmosesse levib? ütles Tyler Parsotan, Goddardi astrofüüsik. "Need on tõesti suured küsimused."
Teised astrofüüsikud loodavad PAADI abil välja selgitada, miks ainult mõned tähed tekitavad supernoovaga liikudes gammakiirgust. "See on üks suuremaid saladusi," ütles Yvette Cendes, Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse astronoom. "See peab olema väga massiivne täht. Meiesugune galaktika tekitab võib-olla iga miljoni aasta tagant gammakiirguse purske. Miks teeb nii haruldane populatsioon gammakiirgust?
Samuti on lahtine küsimus, kas gammakiirguse purunemise tulemuseks on must auk või neutrontäht kokkuvarisenud tähe tuumas. PAADI esialgne analüüs viitab sellele, et antud juhul juhtus esimene. "Jetis on nii palju energiat, et see peab põhimõtteliselt olema must auk," ütles Burns.
Kindel on see, et tegemist on kosmilise intsidendiga, mis ei jää varju paljudeks eludeks. "Me oleme kõik ammu surnud, enne kui saame võimaluse seda uuesti teha," ütles Burns.
