Przejdź do treści

Pierwsze odkrycie poświaty błysku promieniowania gamma w zakresie bardzo wysokich energii z udziałem Polaków

błysk gamma ilustracja

Po dziesięcioletnich poszukiwaniach naukowcy po raz pierwszy zarejestrowali rozbłysk promieniowania gamma w zakresie bardzo wysokich energii (VHE). Odkrycia dokonał w lipcu 2018 r. międzynarodowy zespół High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) za pomocą ogromnego 28-metrowego teleskopu, wchodzącego w skład sieci teleskopów H.E.S.S. w Namibii. Niespodziewanie okazało się, iż ów nadzwyczaj   energetyczny rozbłysk, będący skutkiem "kosmicznego kataklizmu", utrzymywał się w zakresie gamma VHE bardzo długo po początkowej eksplozji.

Błyski promieniowania gamma są skutkiem kosmicznych eksplozji i trwają krótko, zazwyczaj kilkadziesiąt sekund. Są to najjaśniejsze rozbłyski znane we Wszechświecie. Przez długi czas po błysku gamma obserwuje się poświatę w zakresie rentgenowskim, optycznym i radiowym. Energia krótkiego błysku gamma emitowana jest w postaci fotonów ok. miliona razy bardziej energetycznych niż fotony światła widzialnego. Promieniowanie złożone z takich fotonów można rejestrować wyłącznie przez instrumenty umieszczone na satelitach. Pytanie, czy błyskowi takiego promieniowania gamma towarzyszy emisja w zakresie VHE (fotony o energii ok. 100 miliardów razy większej, niż fotony światła widzialnego) pozostawało do niedawna bez odpowiedzi.

20 lipca 2018 roku obserwatorium satelitarne Fermi, a parę sekund później obserwatorium satelitarne Swift, zaalarmowały świat o błysku gamma trwającym pięćdziesiąt sekund, któremu nadano nazwę GRB 180720B. Liczne obserwatoria optyczne rozpoczęły wkrótce obserwacje części nieba, z której pochodził błysk gamma, szukając po nim poświaty w zakresie optycznym.

 

gamma - wysokie energie

Na ilustracji: Obraz poświaty gamma rozbłysku GRB180720B w zakresie bardzo wysokich energii. Czerwonym krzyżykiem oznaczono lokalizację błysku dokonaną w zakresie optycznym. Źródło: Publikacja zespołu.

 

Dla sieci teleskopów obserwatorium H.E.S.S. owa lokalizacja stała się dostępna dopiero dziesięć godzin później. Mimo to zespół H.E.S.S. postanowił przeprowadzić obserwacje, licząc na zarejestrowanie w zakresie VHE poświaty błysku GRB 180720B. Obserwacje zakończyły się sukcesem.

Dwugodzinne obserwacje H.E.S.S. wykazały obecność nowego źródła w tym samym miejscu, co wykryta wcześniej poświata optyczna (Ilustracja 1.). Odkrycia emisji gamma VHE z błysku gamma oczekiwano już od ponad dziesięciu lat, jednak nikt nie spodziewał się tak silnej poświaty tak długo po samym błysku. To przełomowe odkrycie umożliwia nowy wgląd w naturę zjawiska kosmicznych błysków gamma.

 

teleskop h.e.s.s.

Na zdjęciu: Teleskopy obserwatorium H.E.S.S. w Namibii. W centrum zbudowany z udziałem Polski 28-metrowy teleskop, którym dokonano obecnego odkrycia poświaty gamma błysku GRB180720B. Źródło: H.E.S.S.

 

W odkryciu brał udział zespół badaczy z 5 polskich instytucji naukowych, w tym z UW, UJ, CAMK PAN, UMK i IFJ PAN. Polska bierze udział w pracach obserwatorium H.E.S.S. (Ilustracja 2.) od roku 2005. Warto podkreślić, że wielki teleskop obserwatorium wykorzystany przy obecnym odkryciu został zbudowany także z naszym udziałem.

Należy też wspomnieć, że ogłoszeniu obecnego odkrycia w Nature towarzyszyła równoległa prezentacja podobnego odkrycia dokonanego niezależnie dla innego rozbłysku gamma przez obserwatorium MAGIC, z udziałem badaczy z Uniwersytetu Łódzkiego.

W pracach obserwatorium H.E.S.S. bierze udział grupa badaczy z Obserwatorium Astronomicznego UW: Tomasz Bulik i Małgorzata Curyło, z CAMK PAN: Jarosław Dyks, Włodzimierz Kluźniak, Rafał Moderski, Bronisław Rudak i Andrzej A. Zdziarski, z Obserwatorium Astronomicznego UJ: Marek Jamrozy, Michał Ostrowski i Łukasz Stawarz oraz doktorantka Angel Priama Noel, z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN: Sabrina Casanova, Jacek Niemiec i Alicja Wierzcholska, oraz badacz z Centrum Astronomii UMK - Krzysztof Katarzyński.

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: OA UJ

Na zdjęciu powyżej: Wizja artystyczna wybuchu gwiazdy prowadzącego do emisji błysku promieniowania gamma (za ESO/A. Roquette).