ตามที่นักดาราศาสตร์ Andrew Levan มีสุภาษิตโบราณในการศึกษาการปะทุรังสีแกมม่าว่า:“ เมื่อคุณเห็นการปะทุรังสีแกมม่าหนึ่งครั้งคุณจะเห็น…การระเบิดของรังสีแกมมาเพียงครั้งเดียว พวกเขา ไม่ได้ เหมือนกันทั้งหมด "เขากล่าวในระหว่างการแถลงข่าวเมื่อวันที่ 16 เมษายนเพื่อหารือเกี่ยวกับการค้นพบ GRB ชนิดที่แตกต่างกันมาก - ชนิดที่มาในรสชาติที่ยาวนานใหม่
การระเบิดของดาวฤกษ์นานสามดวงที่ผิดปกติเหล่านี้เพิ่งถูกค้นพบโดยใช้ดาวเทียม Swift และกล้องโทรทรรศน์ระหว่างประเทศอื่น ๆ และหนึ่งชื่อ GRB 111209A เป็น GRB ที่ยาวที่สุดเท่าที่เคยพบมาโดยมีระยะเวลาอย่างน้อย 25,000 วินาทีหรือประมาณ 7 ชั่วโมง
“ เราได้สังเกตเห็นการปะทุของรังสีแกมม่าที่ยาวนานที่สุดในประวัติศาสตร์สมัยใหม่และคิดว่าเหตุการณ์นี้เกิดจากการตายของมหาอำนาจสีน้ำเงิน” บรูซเกนเดรนักวิจัยกล่าวในขณะนี้ที่เกี่ยวข้องกับศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติของฝรั่งเศส ศูนย์ข้อมูลวิทยาศาสตร์ขององค์การอวกาศอิตาลีในเมืองฟราสกาติประเทศอิตาลี “ มันทำให้เกิดการระเบิดของดาวฤกษ์ที่ทรงพลังที่สุดในประวัติศาสตร์เมื่อไม่นานมานี้
นักดาราศาสตร์กล่าวว่า GRBs ทั้งสามนี้เป็นตัวแทนของการระเบิดของดาวฤกษ์ที่ไม่เคยมีใครรู้จักมาก่อนซึ่งเกิดขึ้นจากการตายอย่างรุนแรงของดาวฤกษ์มวลสูงกว่าดวงอาทิตย์ของเราหลายร้อยเท่า GRB เป็นระเบิดที่ส่องสว่างและลึกลับที่สุดในจักรวาล การระเบิดออกมาทำให้เกิดรังสีแกมม่าซึ่งเป็นรูปแบบของแสงที่ทรงพลังที่สุดเช่นเดียวกับรังสีเอกซ์และพวกมันก็ผลิตแสงระเรื่อที่สามารถสังเกตได้ที่พลังงานแสงและพลังงานคลื่นวิทยุ
Swift กล้องโทรทรรศน์ Fermi และยานอวกาศอื่น ๆ ตรวจจับค่าเฉลี่ยประมาณหนึ่ง GRB ในแต่ละวัน สำหรับสาเหตุที่ GRB ประเภทนี้ไม่ได้รับการตรวจพบมาก่อน Levan อธิบายว่ารูปแบบใหม่นี้ดูเหมือนจะหาได้ยากเพราะนานแค่ไหน
“ กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมม่ามักจะตรวจจับเข็มอย่างรวดเร็วและคุณมองหาการระเบิด - ว่ามีรังสีแกมม่ากี่ตัวที่มาจากท้องฟ้า” Levan บอกกับนิตยสาร Space “ แต่ GRB ใหม่เหล่านี้ใช้พลังงานเป็นระยะเวลานานมากกว่า 10,000 วินาทีแทนที่จะเป็น 100 วินาทีตามปกติ เนื่องจากมันแพร่กระจายออกไปมันจึงเป็นจุดที่ยากกว่าและเมื่อเราเปิดตัวสวิฟท์เราจึงมีความสามารถในการสร้างภาพของ GBS ข้ามฟากฟ้า ในการตรวจจับชนิดใหม่นี้คุณจะต้องรวมแสงทั้งหมดเป็นระยะเวลานาน”
Levan เป็นนักดาราศาสตร์ที่ University of Warwick ในเมือง Coventry ประเทศอังกฤษ
เขาเสริมว่า GRB ที่ยาวนานเหล่านี้น่าจะเป็นเรื่องธรรมดาในอดีตของจักรวาล
ตามเนื้อผ้านักดาราศาสตร์ได้จำแนก GRBs สองประเภท: สั้นและยาวตามระยะเวลาของสัญญาณแกมม่า - เรย์ การระเบิดสั้น ๆ ในช่วงสองวินาทีหรือน้อยกว่านั้นคาดว่าจะเป็นตัวแทนของการรวมตัวของวัตถุขนาดกะทัดรัดในระบบเลขฐานสองโดยมีผู้ต้องสงสัยว่าเป็นดาวนิวตรอนและหลุมดำมากที่สุด GRB ที่ยาวอาจคงอยู่ได้ทุก ๆ วินาทีจากหลายวินาทีจนถึงหลายนาทีโดยมีระยะเวลาปกติลดลงระหว่าง 20 และ 50 วินาที เหตุการณ์เหล่านี้เชื่อว่าเกี่ยวข้องกับการล่มสลายของดาวฤกษ์หลายเท่ามวลดวงอาทิตย์และการเกิดหลุมดำใหม่
“ มันเป็นกระบวนการที่สุ่มมากและ GRB ทุกคนดูแตกต่างกันมาก” Levan กล่าวระหว่างการบรรยายสรุป “ พวกเขาทั้งหมดมีช่วงของระยะเวลาและช่วงของพลังงาน มันจะต้องใช้ตัวอย่างที่ใหญ่กว่ามากเพื่อดูว่าชนิดใหม่นี้มีความซับซ้อนมากกว่ารังสีแกมม่าปกติหรือไม่”
GRBs ทั้งหมดก่อให้เกิดเจ็ตส์ทรงพลังที่ขับเคลื่อนสสารที่เกือบความเร็วของแสงในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับสสารภายในและรอบ ๆ ดาวฤกษ์เจ็ตส์จะสร้างแสงพลังงานสูง
Gendre และเพื่อนร่วมงานของเขาทำการศึกษารายละเอียดของ GRB 111209A ซึ่งปะทุขึ้นเมื่อวันที่ 9 ธันวาคม 2011 โดยใช้ข้อมูลแกมม่าจากเครื่องมือ Konus บนยานอวกาศ Wind ของนาซ่าการสำรวจ X-ray จากสวิฟต์และดาวเทียม XMM-Newton ขององค์การอวกาศยุโรป และข้อมูลออปติคัลจากหอสังเกตการณ์หุ่นยนต์ TAROT ในลาซิลลาประเทศชิลี การระเบิดเป็นเวลา 7 ชั่วโมงนั้นเป็นช่วงเวลาที่ GRB ยาวนานที่สุดเท่าที่เคยบันทึกมา
อีกเหตุการณ์ GRB 101225A ระเบิดเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม 2553 และปล่อยพลังงานสูงเป็นเวลาอย่างน้อยสองชั่วโมง ต่อมาได้ฉายา“ ระเบิดคริสต์มาส” ระยะทางของกิจกรรมไม่เป็นที่รู้จักซึ่งทำให้ทั้งสองทีมมาถึงการตีความทางกายภาพที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง กลุ่มหนึ่งสรุปว่าการระเบิดเกิดจากดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางตกลงสู่ดาวนิวตรอนภายในกาแลคซีของเรา อีกทีมระบุว่าการระเบิดครั้งนี้เป็นผลมาจากเหตุการณ์การควบรวมกิจการในระบบเลขฐานสองที่แปลกใหม่ซึ่งอยู่ห่างออกไป 3.5 พันล้านปีแสง
“ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าการระเบิดคริสมาสต์นั้นเกิดขึ้นไกลออกไปมากกว่าครึ่งทางทั่วทั้งจักรวาลที่สังเกตได้และส่งผลให้มีพลังมากกว่าที่นักวิจัยคิดไว้” Levan กล่าว
ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์นอมินีในฮาวายฮาวายเลวานและทีมของเขาได้สเปคตรัมของกาแลคซีจาง ๆ ที่เป็นเจ้าภาพการระเบิดคริสมาสต์ สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุการปล่อยก๊าซออกซิเจนและไฮโดรเจนและพิจารณาว่าเส้นเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยพลังงานที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับที่ปรากฏในห้องปฏิบัติการ ความแตกต่างนี้ซึ่งนักดาราศาสตร์รู้จักกันในชื่อ redshift ทำให้ระเบิดออกไป 7 พันล้านปีแสง
ทีมงานของ Levan ได้ตรวจสอบ 111209A และการระเบิด 121027A เมื่อไม่นานมานี้ซึ่งระเบิดเมื่อวันที่ 27 ตุลาคม 2555 ทั้งหมดแสดงการแผ่รังสีเอกซ์อัลตราไวโอเลตและการแผ่รังสีที่คล้ายกัน นักดาราศาสตร์สรุปว่า GRB ทั้งสามนั้นเป็น GRB ชนิดใหม่ซึ่งพวกเขาเรียกว่าการระเบิด“ ยาวเป็นพิเศษ”
“ GRB ที่ยาวเป็นพิเศษนั้นเกิดขึ้นจากดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่มาก” Levan กล่าว“ อาจใหญ่เท่ากับวงโคจรของดาวพฤหัส เนื่องจากวัสดุที่ตกลงสู่หลุมดำจากขอบของดาวฤกษ์ยิ่งมีระยะตกมากกว่าที่จะไปได้ เพราะมันใช้เวลานานกว่านั้นในการไปถึงที่นั่นพลังของเจ็ทก็นานขึ้นทำให้มันมีเวลาแตกสลายดาวฤกษ์”
Levan กล่าวว่าดาว Wolf-Rayet เหมาะสมกับคำอธิบายมากที่สุด “ พวกเขาเกิดมาพร้อมกับมวลของดวงอาทิตย์มากกว่า 25 เท่า แต่พวกมันเผาผลาญร้อนมากจนพวกมันขับไฮโดรเจนที่ลึกสุดและชั้นนอกสุดออกมาเป็นกระแสที่เราเรียกว่าเป็นตัวเอกลม” เขากล่าว การหลุดออกจากชั้นบรรยากาศของดาวทำให้วัตถุมีขนาดใหญ่พอที่จะก่อตัวเป็นหลุมดำ แต่มีขนาดเล็กพอที่อนุภาคเจ็ตส์จะเจาะทะลุผ่านในเวลาที่ปกติเป็น GRB
John Graham และ Andrew Fruchter นักดาราศาสตร์ทั้งสองที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์ระบุรายละเอียดว่ามหาอำนาจสีน้ำเงินเหล่านี้มีองค์ประกอบที่ค่อนข้างหนักกว่าฮีเลียมซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกโลหะ เหมาะกับชิ้นส่วนปริศนาที่เห็นได้ชัดซึ่ง GRB ที่ยาวเป็นพิเศษเหล่านี้ดูเหมือนจะมีความพึงพอใจที่แท้จริงสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นโลหะต่ำซึ่งมีเพียงองค์ประกอบของธาตุอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจนและฮีเลียม
เกรแฮมกล่าวว่า“ GRBs ที่มีโลหะหนักเป็นเวลานานมีอยู่จริง แต่หายาก “ พวกมันเกิดขึ้นที่อัตรา 1/25 (ต่อหน่วยของการก่อตัวดาว) ของเหตุการณ์ความเป็นโลหะต่ำ นี่เป็นข่าวดีสำหรับเราที่นี่บนโลกเนื่องจากความน่าจะเป็นของ GRB ประเภทนี้ที่จะไปในกาแลคซีของเรานั้นน้อยกว่าที่เราคิดไว้ก่อนหน้านี้”
นักดาราศาสตร์ได้พูดคุยเกี่ยวกับสิ่งที่ค้นพบเมื่อวันอังคารที่ผ่านมาในงานประชุม Huntsville Gamma-ray Burma Symposium 2013 ที่เมือง Nashville รัฐ Tenn ๆ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของมหาวิทยาลัยอลาบามาที่ Huntsville และ NASA's กล้องโทรทรรศน์อวกาศ การค้นพบของ Gendre ปรากฏใน The Astrophysical Journal ฉบับวันที่ 20 มีนาคม
Paper:“ The Gamma-Ray ที่ยาวเป็นพิเศษระเบิด 111209A: การล่มสลายของ Supergiant สีน้ำเงิน?” B. ประเภทและคณะ
Paper:“ ความรังเกียจทางโลหะของ LGRBs” J. F. Graham และ A. S. Fruchter
แหล่งที่มา: การประชุมทางไกล NASA, University of Warwick, CNRS
