Zvětšit obrázek

Ilustrace dvousložkové struktury výtrysků materiálu z těsného okolí nově vzniklé černé díry. Kredit – NASA/Swift/Mary Pat Hrybyk-Keith & John Jones

Pozoruhodná událost byla zaznamenána 19. března letošního roku. Družice Swift sledovala záblesk záření gama, když vtom se ve stejné části oblohy objevil další záblesk. A ten překonal vše, co dosud astronomové v tomto oboru pozorovali. Rentgenový, ultrafialový i optický dalekohled na družici byly na okamžik zcela oslepeny. Vědci se zpočátku obávali nějaké technické závady, ale již po několika minutách bylo zřejmě, že v dané části oblohy se odehrává cosi mimořádného.

Zvětšit obrázek

Pohasínání záblesku gama záření jak jej detekovala družice Swift. Kredit – NASA

V optickém oboru spektra překročil tento úkaz dokonce hranici viditelnosti pouhým okem! Po celých 40 sekund by jej náhodný pozorovatel hledící směrem k souhvězdí Pastýře mohl vidět i bez pomoci jakéhokoliv dalekohledu. V maximu dosáhl jasnosti +5.3 hvězdné velikosti. Nicméně žádné vizuální pozorování hlášeno nebylo.

Ovšem pozemské i kosmické dalekohledy mohly pohasínající úkaz pozorovat delší dobu. A z jejich dat vyplynulo, že ke gama záblesku – označenému GRB080319B – došlo ve vzdálenosti 7.5 miliardy světelných roků od nás. Tedy v podstatě „napůl cesty“ od nás k Velkému třesku. Vesmír měl v tomto okamžiku jen o něco více než polovinu svého dnešního stáří a do vzniku Sluneční soustavy chyběly ještě celé tři miliardy let.

Astronomy samozřejmě taková výjimečná událost zaujala. Takový extrémní případ se velmi hodí pro testování modelů vzniku gama záblesků.

Většina záblesků gama podle dnešních teorií vzniká v okamžiku zániku velmi hmotné rotující hvězdy, která vyčerpá veškeré nukleární palivo. Zatímco její vnější vrstvy jsou odvrženy při explozi supernovy, jádro se hroutí do černé díry. Samotný záblesk je ve skutečnosti obrovským výtryskem materiálu, který je vyslán rotujícím akrečním diskem, jež obklopuje právě vzniklou černou díru.

Sekvence snímků ve viditelném světle ukazuje krátké zjevení se optického protějšku záblesku mezi hvězdami souhvězdí Pastýře. Kredit – Pi of the Sky group

Záblesk trvá obvykle od 3 do 100 sekund a poté následuje postupné pohasínání, které bývá pozorováno po dobu několika dnů i týdnů. GRB080319B byl jedním z nejjasnějších v oboru gama záření, ale v optickém záření byl nezvykle extrémně jasný. „Neočekávalo se, že by mohl být až tak jasný,“ říká Judith Racusin (Penn State University), hlavní autorka studie publikované v časopise Nature.

Zvětšit obrázek

Schematické znázornění dvousložkového výtrysku materiálu. Kredit – Nature/Judith Racusin

Aby rozpoznali struktura výtrysku z rodící se černé díry, pokusili se vědci nejdříve získaná data srovnat s modelem „ohnivé koule“, který předpokládá výtrysk jako jednoduchý kužel. Ale jak připomíná David Burrows (rovněž Penn State), tento model neseděl.

Lepší výsledky poskytl model dvousložkového výtrysku. Jeho vnitřní část je velmi úzká a zasahuje zhruba 1% průměru měsíčního úplňku na obloze. Materiál je v tomto kuželu vyvržen rychlostí srovnatelnou s rychlostí světla a extrémně září. Druhý a slabší kužel, který jej obklopuje, je 20krát širší.

Záblesk gama záření z 19. března byl tak jasný proto, že přímo směrem k nám mířil právě onen úzký, vnitřní kužel výtrysku. Vědci spočítali, že materiál v něm se šířil rychlosti 99,99995% rychlosti šíření světla.

Možná většina záblesků gama záření má stejnou strukturu, ale až dosud se nám nepoštěstilo, abychom zaznamenali onen vnitřní kužel. Ve většině případů pozorují družice a dalekohledy vnější a slabší složku výtrysku. Ale jak říká autorka studie „v případě GRB080319B jsme měli štěstí.“

Vědci odhadují, že podobná situace může nastat jednou za 3 až 10 let.

Animace exploze supernovy a vytvoření výtrysku materiálu.

Zdroj:
NASA Science News
Newscientist.com
Space.com