Otkrivena veza GRB-ova i supernovih

<2003-06-19>

GRB-ovi (gamma-ray bursts, praskovi gamma-zraka) su izvanredno sjajni bljeskovi koji u spektralnom području gama-zračenja otprilike jednom dnevno, u trajanju od 30 milisekundi pa do 1000 sekundi, "obasjaju" nebo sjajem većim od ostatka svemira. Otkriveni su 1967. od strane špijunskih satelita i već dugo predstavljaju jednu od najvećih zagonetki svemira.

Nije naime jasno koji procesi i gdje u svemiru su sposobni obasjati naše instrumente tolikom količinom gamma-zraka. Neki astrofizičari su smatrali da toliki sjaj znači da GRB-ovi nastaju blizu, negdje u našoj galaktici. No onda bi se praskovi trebali češće uočavati u smjerovima galaktičke ravnine što nije slučaj - opaženi praskovi su ravnomjerno raspoređeni po čitavom nebu.

GRB praskovi Opaženi GRB praskovi su ravnomjerno raspoređeni po nebu. (Credit: NASA.)

Ova ravnomjerna raspoređenost sugerirala je onda nastanak GRB-ova u drugim galaktikama i u posljednjih nekoliko godina ta ideja je dobila dodatnu potvrdu otkrićem koincidencije položaja nekih GRB-ova s nekim galaktikama. To je omogućilo i mjerenje udaljenosti GRB-ova. Međutim, ta su mjerenja još i više produbila misteriju jer nije jasno otkud toliko energije da nam se GRB-ovi, premda tako daleki, čine tako sjajni. Procesi koji ih stvaraju bi morali biti višestruko energetskiji čak i od supernova, najenergetskijih opaženih procesa. Razmatrale su se razne teorije, od sudara crnih rupa do egzotičnih procesa još nepoznate fizike visokih energija.

Sretna okolnost otkrića relativno bliskog GRB-a (2 milijarde svjetlosnih godina daleko) 29. ožujka 2003. nas je znatno približila razrješenju mehanizma nastanka GRB-ova. Precizna mjerenja zaostalog sjaja na tom dijelu neba koja su uslijedila nedvosmisleno pokazuju da je na istom dijelu neba i u isto vrijeme eksplodirala i supernova. To povezivanje GRB događaja i eksplozije supernove stavlja u prvi plan teoriju GRB-a kao tzv. "kolapsara".

Prema toj teoriji, GRB ne nastaje izotropnom simetričnom eksplozijom već je posljedica mlaza materije koji se može stvoriti pri kolapsu jezgre supernove zvijezde. Tako bi GRB bio emitiran samo u jedan uski dio prostora, što onda znači da je i manje energije potrebno da objasni njegov veliki sjaj kad stigne do naših promatračnica.

Simulacija nastanka GRB-a u eksploziji supernove Ultrarelativistički snop materije nastao pri kolapsu jezgre super-teške zvijezde probija vanski omotač zvijezde. (Credit: Weiqun Zhang i Stan Woosley.) Snop u sudaru s materijom omotača uništava zvijezdu i stvara GRB. (Credit: NASA/SkyWorks Digital.)

Već su neka ranija promatranja nagovijestila mogućnost da su barem neki GRB-ovi povezani s eksplozijama masivnih mladih zvijezda, ali tek je ovo novo otkriće supernove na mjestu GRB-a uvjerilo astrofizičare da je teorija kolapsara najvjerojatnije ona prava.

Treba na kraju napomenuti da ta teorija razjašnjava samo mehanizam tzv. dugih GRB-ova koji traju od 2-1000 sekundi. Kratki GRB-ovi, s trajanjem od 30 ms - 2 s su još uvijek misterija.