Gamma-ray bursts (GRBs) เป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่มีพลังมากที่สุดในจักรวาลและเป็นหนึ่งในการวิจัยที่น้อยที่สุด การระเบิดของพลังงานเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อดาวมวลสูงไปซูเปอร์โนวาและปล่อยรังสีแกมม่าคู่ออกมาซึ่งสามารถมองเห็นได้นับพันล้านปีแสง เนื่องจากพวกมันเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการก่อตัวของหลุมดำนักวิทยาศาสตร์จึงกระตือรือร้นที่จะศึกษาปรากฏการณ์ที่หายากนี้โดยละเอียดยิ่งขึ้น
โชคไม่ดีที่มีโอกาสเกิดขึ้นไม่กี่ครั้งเนื่องจาก GRB มีอายุสั้นมาก (ยาวนานเพียงไม่กี่วินาที) และส่วนใหญ่เกิดขึ้นในกาแลคซีไกลโพ้น แต่ด้วยความพยายามในการใช้ชุดกล้องโทรทรรศน์ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็น GRB (กำหนด GRB 190114C) ในเดือนมกราคมปี 2019 ได้กลับมาอีกครั้งการแผ่รังสีบางส่วนจาก GRB นี้เป็นพลังงานที่สูงที่สุดเท่าที่เคยมีมา ของดาราศาสตร์
การศึกษาที่อธิบายสิ่งที่ค้นพบเหล่านี้ (ชื่อเรื่อง“ การสังเกตการปลดปล่อยคอมป์ตันแบบผกผันจากการปะทุของรังสีแกมม่าที่ยาวนาน”) เพิ่งปรากฏในวารสาร ธรรมชาติ และมีกำหนดจะปรากฏในวารสาร ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ การศึกษาครั้งนี้นำโดย Antonio de Ugarte Postigo จาก Instituto de Astrofísica de Andalucíaและรวมถึงสมาชิกของการทำงานร่วมกันของ MAGIC, NASA และสถาบันการวิจัยทั่วโลก
ที่จะกล่าวอย่างชัดเจน GRBs เป็นเรื่องธรรมดาทั่วไปเกิดขึ้นประมาณวันละครั้งในจักรวาลที่สังเกตได้ แต่เนื่องจากลักษณะโดยย่อและหายวับไปของพวกเขาจึงเป็นเรื่องยากมากที่จะฝึกเครื่องดนตรีบนแหล่งที่มาก่อนที่พวกเขาจะหายไป แต่ด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์หลายตัวที่ได้รับการปรับให้เหมาะสำหรับการตรวจจับรังสีแกมม่าทำให้ GRB 190114 สามารถตรวจพบได้ทันเวลา
สิ่งนี้รวมถึง Neil Gehrels Swift Observatory, กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Fermi Gamma-Ray รวมถึงกล้องโทรทรรศน์คู่บรรยากาศ Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov (MAGIC) ซึ่งตั้งอยู่บนเกาะ Canary ของ La Palma และดำเนินการโดย Max Planck สถาบันฟิสิกส์ (MPP)
เมื่อกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ตรวจพบ GRB 190114C พวกเขาสังเกตเห็นว่าพลังงานบางส่วนที่ปล่อยออกมาในช่วง 1Tera อิเล็กตรอนโวลต์ (TeV) - ประมาณหนึ่งล้านล้านเท่าพลังงานต่อโฟตอนที่สังเกตเห็นด้วยแสงที่มองเห็น จากการสำรวจก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์ประเมินว่าเพื่อให้บรรลุระดับพลังงานนี้วัสดุที่ปล่อยออกมาจากดาวที่ยุบตัวจะต้องเดินทางด้วยความเร็วแสง 99.999%
กล่าวอีกนัยหนึ่งวัสดุจากดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายจะต้องเร่งให้ถึงขีดสุดของสิ่งที่ร่างกายสามารถทนได้เพื่อสร้างการระเบิดที่มีพลังเช่นนี้ สารนี้จะถูกบังคับผ่านเมฆก๊าซที่ล้อมรอบดาวฤกษ์ (เศษของชั้นนอกที่ถูกพัดพาไป) ทำให้เกิดการกระแทกที่ทำให้เกิดการระเบิดของรังสีแกมมา
นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามสังเกตการปล่อยพลังงานที่มีพลังอย่างมากจาก GRB เป็นเวลานานและการระเบิดครั้งนี้เป็นการเปิดโอกาสครั้งแรก ดังที่ Dr. de Ugarte Postigo อธิบายไว้ในการแถลงข่าว ESA / ฮับเบิล:
“ นักวิทยาศาสตร์พยายามสังเกตการปลดปล่อยพลังงานสูงมากจากการปะทุของรังสีแกมม่ามาเป็นเวลานาน. การสังเกตใหม่นี้เป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการปะทุรังสีแกมม่าสภาพแวดล้อมใกล้เคียงและสิ่งที่สำคัญเมื่อมันเคลื่อนที่ที่ 99.999% ของความเร็วแสง
เมื่อมองไปข้างหน้าหอดูดาวหลายแห่งจะทำการสำรวจซุปเปอร์โนวาที่ผลิต GRB 190114C เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมของมันและการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งนักดาราศาสตร์ชาวยุโรปได้ให้เวลากับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเพื่อตรวจสอบสภาพแวดล้อมของแหล่งกำเนิด
ความพยายามเหล่านี้ได้รับความช่วยเหลือจากนักดาราศาสตร์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) ของ ESO และอาทาคาม่าขนาดใหญ่ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง / ซับอะมิเลมิเตอร์ (ALMA) ในชิลี เมื่อรวมการสำรวจของพวกเขาเข้ากับข้อมูลที่ได้จากฮับเบิลนักดาราศาสตร์ก็สามารถสังเกตกาแลคซีโฮสต์ของ GRB นี้ (ซึ่งอยู่ห่างออกไป 5 พันล้านปีแสงจากโลก) โดยละเอียดยิ่งขึ้น
ในฐานะที่เป็น Andrew Levan ของสถาบันคณิตศาสตร์, ฟิสิกส์ดาราศาสตร์และอนุภาคฟิสิกส์ภาควิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ Radboud University ในเนเธอร์แลนด์อธิบาย:
“ การสำรวจของฮับเบิลแนะนำว่าการระเบิดครั้งนี้กำลังนั่งอยู่ในสภาพแวดล้อมที่หนาแน่นมากตั้งอยู่ใจกลางกาแลคซีที่สว่างห่างออกไป 5 พันล้านปีแสง นี่เป็นสิ่งที่ผิดปกติอย่างมากและแสดงให้เห็นว่าอาจเป็นสาเหตุว่าทำไมมันจึงผลิตแสงที่ทรงพลังพิเศษนี้”
เหตุการณ์สำคัญนี้เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความสามารถที่เพิ่มขึ้นของเครื่องมือทางดาราศาสตร์และความสำคัญที่เพิ่มขึ้นของความร่วมมือระหว่างประเทศ มันยังสอดคล้องกับอายุของดาราศาสตร์ในปัจจุบันซึ่งการค้นพบการปฏิวัติกำลังเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น ทุกปีที่ผ่านปรากฎการณ์ที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นที่เข้าใจไม่ดีหรือมีข้อ จำกัด กำลังได้รับการวิจัยอย่างสม่ำเสมอ
