Izmantojot Džeimsa Veba kosmosa teleskopu, astronomi pirmo reizi ir atklājuši, kas izraisīja visspēcīgāko gamma staru uzliesmojumu, kas reģistrēts uz Zemes 2022. gadā. To izraisīja masīvas zvaigznes sabrukšana, liecina pētījums, kas publicēts žurnālā Nature Astronomy.
2022. gada 9. oktobrī Sviftas kosmosa observatorija atklāja fenomenāli spilgtu gamma staru uzliesmojumu, kas ilga aptuveni piecas minūtes, un tā avots atradās 2,4 miljardu gaismas gadu attālumā no Saules. Astronomijas sabiedrība drīz uzzināja par notikumu, pēc kura sprādzienu Strēlnieka zvaigznājā apstiprināja citas observatorijas.
“Šis notikums radīja dažus no visaugstākās enerģijas fotoniem, ko jebkad ir novērojuši satelīti, kas paredzēti gamma staru novērošanai. Tas bija notikums, ko uz Zemes var novērot reizi 10 tūkstošos gados. Mums ir paveicies dzīvot laikā, kad mums ir tehnoloģija šādu uzliesmojumu noteikšanai Visumā,” skaidroja Pīters Blanšards, kura komanda noskaidroja, kas izraisīja uzliesmojumu. Gamma staru uzliesmojums tika apzīmēts ar GRB 221009A un bija tik spēcīgs, ka apžilbināja lielāko daļu kosmisko gamma staru detektoru.
Pieņemot, ka uzliesmojuma avots bija supernovas sprādziens, Blanšards to pārbaudīja infrasarkanajā starā, izmantojot Džeimsa Veba kosmisko teleskopu (JWST) sešus mēnešus pēc uzliesmojuma atklāšanas. Spektrālā analīze atklāja kalcija un skābekļa līnijas fotonos no tā sauktās pēcspīdēšanas, kas parasti ir redzamas pēc supernovas sprādzieniem.
“Kad mēs apstiprinājām, ka gamma staru uzliesmojumu radīja masīvas zvaigznes sabrukšana, tas deva mums iespēju pārbaudīt hipotēzi par to, kā veidojas dabas smagākie elementi,” skaidroja Blanšards. Pašlaik astronomiem nav pilnīgas izpratnes par procesiem Visumā, kas rada elementus, kas ir smagāki par dzelzi. Tiek uzskatīts, ka tos veido straujš neitronu uztveršanas process – tā sauktais r-process.
Bet līdz šim šādu elementu veidošanās ir novērota tikai vienā procesā – divu neitronu zvaigžņu saplūšanā, ko zinātnieki sāka redzēt, izmantojot gravitācijas viļņu novērojumus.
Tomēr astronomi uzskata, ka tie ir jāģenerē arī citiem procesiem – Visumā ir pārāk daudz smago elementu un neitronu zvaigžņu saplūšana notiek pārāk reti. Pastāv hipotēze, ka smagie elementi var rasties, sabrūkot strauji rotējošām masīvām zvaigznēm, piemēram, tām, kas radīja 2022. gada megauzliesmojumu. Tātad, izmantojot infrasarkano staru instrumentu uz JWST, Blančards un viņa kolēģi pārbaudīja iegūto supernovas palieku iekšējos slāņus, lai atrastu smago elementu pēdas.
“Pārbaudot tā spektru, mēs neredzējām pierādījumus par smagiem elementiem, kas norāda, ka tādi notikumi kā GRB 221009A nav to galvenie avoti,” skaidroja Blanšards. “Šī ir svarīga informācija, jo mēs turpinām noskaidrot, no kurienes nāk smagākie elementi.”
Pēc zinātnieku domām, viņiem kļuva skaidrs, kāpēc “normāla” supernovas sprādziena rezultātā uz Zemes tika novērots īpaši spilgts gamma staru uzliesmojums. Kad strauji rotējoša masīva zvaigzne sabrūk melnajā caurumā, izplūst materiāla strūklas, kas pārvietojas tuvu gaismas ātrumam. Ja šīs strūklas ir pietiekami šauras, uzliesmojums novērotājam tā ceļā šķiet diezgan spilgts.
