Gama záblesky jsou stále záhadné. Kredit: DESY, Science Communication Lab.

Nejsilnější exploze ve vesmíru mohou být ještě energetičtější, než jsme si mysleli. Gama záblesky (GRB, podle anglického Gamma-Ray Burst) jsou stále dost záhadné a neznáme konkrétní mechanismy, které je odpalují. Můžeme ale vzít jed na to, že to jsou události, při kterých se otřese celá vesmír. Týmy pozemních gama teleskopů si nedávno připsaly pozoruhodný úspěch, když se jim podařilo detekovat doposud nejvíce energetické gama záření z gama záblesků v historii.

Gama teleskop MAGIC, La Palma, Kanárské ostrovy. Kredit: Robert Wagner / Wikimedia Commons.

Přitom je to poprvé (a podruhé), kdy pozemní gama observatoře ulovily nějaký gama záblesk. Vědci o to usilovali už mnoho let. Jejich úsilí ale bylo až donedávna marné. Pozemní Čerenkovovy gama teleskopy ulovily celou řadu pozoruhodných zdrojů vysokoenergetického gama záření, ale na gama záblesky byly krátké. Pak se najednou všechno změnilo 20. července 2018 a 14. ledna 2019.

V létě 2018 zachytil pozemní gama teleskop H.E.S.S. (High-Energy Stereoscopic System) v Namibii dosvit gama záblesku GRB 180720B, a pak v lednu 2019 pozemní gama teleskop MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov) v La Palma na Kanárských ostrovech detekoval hlavní náraz gama záblesku GRB 190114C. Obě tato pozorování se nezjevila jen tak. Nejprve je zachytily vesmírné gama observatoře NASA, které hned udělaly poplach všech ostatním gama observatořím i dalším teleskopům, jak je zvykem. Tento výstražný systém funguje svižně. Teleskop MAGIC se na gama záblesk GRB 190114C zaměřil 57 sekund po vyhlášení poplachu. Během prvních 20 minut detekovali asi tisícovku extrémních fotonů z tohoto zdroje.

Gama teleskop H.E.S.S., poblíž Gamsbergu, Namibie. Kredit: Klepser, DESY, H.E.S.S. collaboration.

MAGIC ulovil fotony gama záření o energiích 200 miliard až 1 bilion elektronvoltů, čili 0,2 až 1 TeV. To jsou daleko nejvíce energetické fotony, jaké jsme kdy zaznamenali u gama záblesku. Pro srovnání fotony viditelného záření mají energie tak asi 1 až 3 elektronvolty. Když vyšlo najevo, jak extrémní fotony MAGIC detekoval, tak se na gama záblesk GRB 190114C zaměřila více než dvacítka dalších teleskopů. Následná pozorování mimo jiné ukázala, že zdroj gama záblesku GRB 190114C leží ve vzdálenosti asi 4 miliardy světelných let.

Úlovek gama teleskopu H.E.S.S. byl o něco skromnější, ale stejně stojí za pozornost. Z gama záblesku GRB 180720B, který se odpálil ve vzdálenosti 6 miliard světelných let, H.E.S.S. zachytil celkem 119 fotonů gama záření o energiích mezi 100 a 440 miliardami elektronvoltů. Pozoruhodné bylo, že šlo o dosvit, tedy slábnoucí záření po samotné explozi gama záblesku. V tomto případě to byly fotony, které dorazily po více než 10 hodinách po detekci gama záblesku vesmírnými gama observatořemi. Něco takového badatelé nečekali, protože gama záblesky vyhasínají rychle a jejich dosvit obvykle tvoří záření rozmanitých vlnových délek, od rádiových vln až po rentgenové záření, s výjimkou vysokoenergetického gama záření.

Detekce takto extrémních fotonů gama záření rovněž nabídla nové pohledy na samotnou povahu gama záblesků. Teď je jasné, že mechanismy těchto monstrózních explozí dovedou urychlovat částice na extrémní energie. Podle všeho jsme doposud přehlíželi podstatnou část energie gama záblesků, asi tak polovinu z jejich celkové síly.

Video:  HESS Telescopes Explore the High-Energy Sky


Literatura
DESY 20. 11. 2019.