Μια διεθνής επιστημονική ομάδα ανακάλυψε στα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου ακτίνων γ Fermi, ένα νέο χαρακτηριστικό στην πιο λαμπερή έκρηξη ακτίνων γάμμα (Gamma Ray Burst ή GRB)
Η έκρηξη ακτίνων γ με την κωδική ονομασία GRB-221009A, εντοπίστηκε στις 9 Οκτωβρίου του 2022 και ήταν η λαμπρότερη έκρηξη ακτίνων γ που έχει παρατηρηθεί μέχρι σήμερα. Για τον λόγο αυτό αναφέρεται από την επιστημονική κοινότητα ως BOAT, από τα αρχικά της φράσης «Βrightest Οf Αll Τime».
Λίγα λεπτά μετά την έκρηξη του BOAT, το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi κατέγραψε μια ασυνήθιστη ενεργειακή αιχμή που τράβηξε την προσοχή των επιστημόνων. Η δημοσίευση που εμφανίζεται στην έκδοση της 26ης Ιουλίου του περιοδικού Science αναφέρεται σ’ αυτή την κορυφή του ανιχνευθέντος φάσματος.
Όταν η ύλη αλληλεπιδρά με το φως, η ενέργεια μπορεί να απορροφηθεί και να επανεκπεμφθεί με χαρακτηριστικούς τρόπους. Αυτά τα χαρακτηριστικά του εκπεμπόμενου φωτός μπορούν να αποκαλύψουν πληθώρα πληροφοριών, όπως για παράδειγμα τα χημικά στοιχεία που εμπλέκονται στην αλληλεπίδραση. Σε υψηλότερες ενέργειες, τα φασματικά χαρακτηριστικά μπορούν να αποκαλύψουν συγκεκριμένες διεργασίες σωματιδίων, όπως η σύγκρουση ύλης -αντιύλης που οδηγεί στην εξαΰλωση και την παραγωγή ακτίνων γάμμα.
Ενώ ορισμένες παλαιότερες μελέτες έχουν αναφέρει πιθανά στοιχεία για χαρακτηριστικά απορρόφησης και εκπομπής σε άλλες εκρήξεις ακτίνων γάμμα, λεπτομερέρες αναλύσεις αποκάλυψαν ότι όλα αυτά θα μπορούσαν να είναι απλώς στατιστικές διακυμάνσεις. Όμως αυτό που βλέπουμε στο BOAT είναι εντελώς διαφορετικό. Η πιθανότητα η παρατηρηθείσα αιχμή να είναι απλώς μια διακύμανση θορύβου είναι μικρότερη από 1 στα 500.000.000.
Η αιχμή της εκπομπής εμφανίζεται σχεδόν 5 λεπτά μετά την ανίχνευση της έκρηξης και παρέμεινε για τουλάχιστον 40 δευτερόλεπτα. Η κορυφή αντιστοιχούσε σε ενέργεια περίπου 12 MeV (1ΜeV=1 εκατομμύριο ηλεκτρονιοβόλτ). Συγκριτικά, η ενέργεια του ορατού φωτός κυμαίνεται από 2 έως 3 ηλεκτρονιοβόλτ – οι μαθητές Λυκείου να πάρουν χαρτί και μολύβι και να το επιβεβαιώσουν ? .
Τι προκάλεσε λοιπόν αυτό το φασματικό χαρακτηριστικό; Η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι η πιο πιθανή πηγή είναι η εξαΰλωση ηλεκτρονίων και των αντίστοιχων σωματιδίων αντιύλης, των ποζιτρονίων.
Όταν ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο συγκρούονται, εξαϋλώνονται παράγοντας ένα ζεύγος ακτίνων γάμμα με ενέργεια 0,511 MeV. Όμως, επειδή παρατηρούμε έναν πίδακα όπου η ύλη κινείται με ταχύτητα που προσεγγίζει την ταχύτητα φωτός, το μήκος κύματος αυτής της εκπομπής μετατοπίζεται λόγω φαινομένου Nτόπλερ (προς την κατεύθυνση του «μπλε»), και παρατηρείται προς πολύ υψηλότερες ενέργειες.
Αν αυτή η ερμηνεία είναι σωστή, τότε για να εμφανιστεί μια κορυφή εκπομπής στα 12 MeV, θα έπρεπε τα σωματίδια που εξαϋλώνονται να κινούνται προς εμάς με σχεδόν το 99,9% της ταχύτητας του φωτός!
Δείτε στο βίντεο που ακολουθεί την αιχμή στο φάσμα της λαμπρότερης έκλαμψης γάμμα όλων των εποχών:
