\"Porból lettünk, porrá leszünk\"
-
#2078
Gammavillanás közel fénysebességgel
Szerző: Kovács József | 2007. június 13., szerda
Az Európai Déli Obszervatórium 0,6 méteres REM robotteleszkópjával először sikerült meghatározni egy gammavillanás során szétdobódó anyag sebességét, ami a fénysebesség 99,9997 százalékának adódott.
A gammavillanások (gamma-ray bursts, GRB-k) távoli galaxisokban bekövetkező nagyenergiájú robbanások, melyek egzotikus csillagok életének utolsó mozzanatát jelzik. Két típusát különböztetik meg, az egyik az ún. hosszú, a másik a rövid felvillanás. Az előbbi nagyon nagy tömegű csillagok pusztulásához (hipernóva-robbanás), utóbbi pedig kettős fekete lyukak vagy neutroncsillagok összeolvadásához kapcsolódik. Legtöbb GRB olyan fényes, hogy luminozitása egy rövid időre az Univerzum összes galaxisával is vetekedhet – a tündöklés azonban legfeljebb néhány percig, de inkább csak másodpercekig tart. A csillagászok már régóta tudják, hogy ilyen óriási teljesítmény eléréséhez a robbanás után a kidobódó anyagnak közel fénysebességgel kell tágulnia, de ezt még soha nem sikerült konkrét mérések modellezésével meghatározni.
Mivel a Föld légköre a gammasugárzás számára nem átlátszó, ezért a szemmel nem is érzékelhető felvillanásokat mesterséges holdakra telepített eszközökkel fedezték fel. A robbanás során kidobó anyag azonban a környező gázba ütközve, s azt gerjesztve olyan ún. utánfénylést hoz létre, ami már az optikai és az infravörös tartományban is megfigyelhető, ráadásul a felvillanást követően még több héten keresztül, s így földi teleszkópokkal is észlelhető. Ezen fokozatosan halványuló utánfénylés detektálására kisméretű robotteleszkópokból álló hálózatot hoztak létre, melynek egyik eleme a chilei 60 centiméteres REM (Rapid Eye Mount) teleszkóp. 2006. április 18-án és június 7-én a Swift űrteleszkóp két fényes gammavillanást detektált, melyek a vöröseltolódásuk alapján 9,3, illetve 11,5 milliárd fényévre voltak tőlünk. A műhold a források adatait néhány másodpercen belül továbbította a Földre, ahol a REM teleszkóp automatikusan elkezdte észlelni infravörös tartományban a két felvillanás utánfénylését, a luminozitás időbeli változását. A távcső kis méretét nagyon jól ellensúlyozza az, hogy rendkívül gyorsan pozícionálható, így 39, illetve 41 másodperccel a riasztások után, azaz kellően korai fázisban el is kezdhették a monitorozást.
![]()
Az ESO La Silla-n működő 60 cm-es REM (Rapid Eye Mount) robotteleszkópja, melynek fő feladata a gammavillanások utánfénylésének detektálása. (P. Aniol, ESO)
Mindkét esemény során az utánfénylés intenzitása kezdetben növekedett, elért egy maximumot, majd elkezdett csökkenni, azaz a GRB-k esetében szokásos rendet követte. Az intenzitásmaximum azonban csak kevés esetben figyelhető meg, általában csak a leszálló ág csíphető el. Ha sikerül észlelni a maximumot is, akkor annak alapján direkt méréssel meghatározható a robbanás miatt szétrepülő anyag tágulási sebessége is, ami nagyon fontos tényező a felvillanások természetének tisztázásában. Ez mindkét esetben nagyon közel volt a fénysebességhez, elérte annak 99,9997 százalékát. A speciális relativitás elméletében egy külön számot használunk az ilyen nagy sebességek jellemzésére, ez az ún. Lorentz-faktor. A fénysebességnél sokkal lassabban mozgó objektumok Lorentz-faktora 1 körüli, míg ezen két GRB-re ez a tényező eléri a 400-at – azaz mindkét jelenség rendkívül erősen relativisztikus "tűzgömböt" váltott ki.
![]()
A 2006. június 7-én detektált gammavillanás REM által felvett fénygörbéje. A vörös pontok a közeli infravörös H sávban mért intenzitásértékek, míg a kék vonal az illesztett görbe, melynek alapján meghatározható a intenzitásmaximum helye, ennek birtokában pedig a kidobódó anyag sebessége. (ESO)
Forrás: ESO-PR-26/07
