25.10.2016

Космічний Вибух – Новий Кандидат на Звання “Найдальшого Об’єкта у Всесвіті”

Original: http://science.psu.edu/news-and-events/2011-news/Fox5-2011

25 травня 2011 року

Гамма-сплеск виявлений супутником НАСА Swift у квітні 2009 року був знову представлений в якості кандидата на найвіддаленіший об’єкт у Всесвіті. На відстані до 13,14 мільярдів світлових років, вибух лежить далеко за межами будь-якого відомого квазара і може бути більш далеким, ніж будь-який раніше відомої галактики або гамма-сплеску. Кілька ліній доказів на користь рекордні відстані для цього сплеску, відомий як GRB 090429B від 29 квітня 2009 р., коли він був виявлений, представлені в роботі міжнародної командою астрономів на чолі з колишнім аспірантом Університету штату Пенсільванія Антоніно Куччара, у даний час в університеті Каліфорнії, Берклі. Документ був прийнятий до публікації в Журналі астрофізики (Astrophysical Journal). (PDF-документ роботи доступний тут.)

У цьому відео колишній аспірант Університету штату Пенсильванія Антоніно Куччара обговорює це дослідження на прес-конференції на 218-му засіданні Американського астрономічного товариства в Бостоні, штат Массачусетс, 25 травня 2011 року.

Гігантський сплеск гамма-променів вирвався з-під уламків зірки, коли Всесвіту було менше 4% від її нинішнього віку, всього 520 мільйонів років, і менше 10% від його нинішнього розміру. “Галактика хостинг прародителя зірка GRB 090429B був дійсно одним з перших галактик у Всесвіті”, – сказав Дерек Фокс, доцент астрономії та астрофізики в Університеті штату Пенсильванія і співавтор статті. “За межею можливого космічного відстані записи, GRB 090429B ілюструє, як гамма-сплески можуть бути використані для виявлення місця розташування масивних зірок в ранньому Всесвіті і відстежувати процеси ранньої галактики і утворення зірок, що в кінцевому підсумку призвело до плеяди багатих космосу ми бачимо навколо нас сьогодні”.

Клацніть зображення нижче, щоб відкрити версію

з високою роздільною здатністю.

NASA/Gemini/ Levan, Tanvir, Cucchiara, Fox

Авторські права: обсерваторія Gemini Observatory/AURA/

Леван, Танвір, Куччара

Гамма-сплески, найяскравіші вибухи відомих, відбуваються десь в межах спостережуваного Всесвіту зі швидкістю близько двох в день. Завдяки своїй надзвичайній яскравості, гамма-сплески можуть бути виявлені за допомогою Swift і інших супутникових обсерваторій, навіть якщо вони відбуваються на відстанях в мільярди світлових років. У той час як самі сплески тривають протягом хвилини в кращому випадку, їх завмирання “післясвітіння” світло залишається спостережуваним від провідних астрономічних об’єктів протягом декількох днів до декількох тижнів. Детальні дослідження післясвітіння протягом цього часу, коли це можливо, дозволить астрономам виміряти відстань до вибуху.

Клацніть зображення нижче, щоб відкрити версію

з високою роздільною здатністю.

no annotation

Авторські права: обсерваторія Gemini Observatory/AURA/

Леван, Танвір, Куччара

Ці вимірювання післясвітіння були використані для визначення космічного рекорду дальності в 2009 році для більш ранніх версій гамма-сплеску GRB 090423, на відстані 13,04 мільярда світлових років від Землі, що робить його тимчасово “найдальшим об’єктом у Всесвіті”. Цей рекорд був перевершений галактик відкриттів в 2010 і 2011 роках, які підштовхнули космічну кордон до 13,07 мільярдів світлових років, і, можливо, ще більше. “Наша крайня оцінка відстані до GRB 090429B робить це свого роду “помстою сплесків”, – сказав Куччара. “Гамма-сплеск ще раз, що претендують на звання найвіддаленішого об’єкта в космосі – за межами раніше відомих найбільш далеких квазарів і галактик”.

Менш ніж через тиждень після рекорду GRB 090423 зробив заголовки по всьому світу, цей новий вибух, GRB 090429B, з’явилися в небі з підозріло схожими властивостями. Як і в попередньому пориві, GRB 090429B був короткочасним подією, тривалістю менше 10 секунд, і автоматизовані Swift спостереження показали, що мати відносно слабкий рентгенівське післясвітіння. Куччара, а потім аспірантом в Університеті штату Пенсильванія, прокинувся рано вранці, щоб направити спостереження на сузір’я північних близнюків телескопом на Мауна Кеа, Гаваї, що він сподівався, придавити природу цього вибуху. Робота з співавторам Ендрю Леван з Університету Уоріка, Ніал Танвір з Університету Лестера, і науковий керівник Дерек Фокс, штат Пенсильванія, Куччара виявив, що, в той час як післясвітіння було видно в інфрачервоних спостережень, які не оптичний світло не міг бути виявлений. Така поведінка “випадають” є відмінною підписи з найбільш віддалених об’єктів, і була використана для початкової ідентифікації всіх найбільш віддалених квазарів, галактик і гамма-сплесків.

270999main_jetstream

Авторські права: НАСА/Swift/Круз Девільде

Куччара просив негайного спектр післясвітіння GRB 090429B від операторів Близнюків, які могли б забезпечити остаточне вимір відстані до вибуху. На жаль, так само, як спектр повинен був бути взятий, хмари дув над вершиною Мауна-Кеа і сховався післясвітіння з поля зору. До наступної ночі, послесвечение був занадто слабким, щоб отримати корисний спектр, і протягом наступних ночей вона зникала з поля зору повністю. “Це було розчарування випустити з уваги цього сплеску, але натяки у нас було так цікаво, не було жодного шансу нам дозволити йому йти”, – сказав Куччара, який представив первинне дослідження сплеску як частина його докторської дисертації в Університеті штату Пенсильванія.

Сповнений рішучості не допустити GRB 090429B стати “вибух, який пішов”, команда провела два роки ретельного вивчення їх даних, щоб побачити, якщо вибух дійсно кандидат рекордсменом, або може бути частково затемнюється вибух в галактика на менш драматичною відстані. Важливо відзначити, що ця робота привела до того, збір нових даних – глибокі спостереження із Близнюками і космічного телескопа Хаббла, який показав би галактику в положенні розриву в будь-якому з менш драматичних сценаріїв. Ці дані, в тому числі зниклого галактики, вказує на те, що вибух досить імовірно, – це 99,3-відсотковий шанс – бути найдальшим космічним вибухом, за рекорд, встановлений GRB 090423. “Як кращий із політиків або учасників талант-шоу, що більше ми досліджували цей вибух, то краще це виглядало”, – говорить Леван, другий автор газети.

Клацніть зображення нижче, щоб відкрити версію

з високою роздільною здатністю.

NASA/ Hubble/Levan, Tanvir, Cucchiara, Fox

Авторські права: Леван/Танвір/Куччара для

НАСА/Hubble

Чи є GRB 090429B тепер найдальший об’єкт у Всесвіті залежить від декількох факторів, які точно не відомі. По-перше, вона повинна лежати за межами 13,07 мільярда світлових років відстань до галактики повідомили в 2010 році командою астрономів на чолі з Метью Ленертом в Обсерваторії Парижа. Це дуже ймовірно, буде випадок, на 98,9% ймовірності, але не впевнений. Він також повинен знаходитися за межами відстані галактики повідомили в 2011 році командою астрономів на чолі з Річардом Бауенсом з прописні букви Санта Круз. Це може бути як легко чи важко: команда Бауенс оцінює, що існує 20% вірогідність того, їх галактик рекордсмен зовсім, а просто слабка галактика при відносно скромних відстані; з іншого боку, якщо галактика Бауенс є рекордсменом, це дуже далеко насправді, від 13.11 до 13,28 мільярдів світлових років від Землі, і є тільки 4,8% ймовірність того, що GRB 090429B більш віддаленій, ніж це. У цілому, і лікування цих невизначеностей, як прекрасно розуміли, існує 23% вірогідність того, що GRB 090429B тепер найдальший відомий об’єкт у Всесвіті, сказали астрономи.

З найбільш вдалим або більш сучасним обладнанням має бути можливо в майбутньому використовувати яскраві післясвітіння сплесків, як GRB 090423 і GRB 090429B, щоб дослідити умови зірки і формування галактик в цих ранніх космічних епохах у деталях. “Виявлення надзвичайно далекі сплески досить весело“, – говорить Фокс, – “але ми підозрюємо, є набагато більше інформації в чергами, нас чекає, що ми до цих пір доступу”.

[Дерек. Б. Фокс/Барбара К. Кеннеді]

Клацніть зображення нижче, щоб відкрити версію

з високою роздільною здатністю.

GRB 090429B

НАСА/Swift/Штефан Іммлер

НАУКОВІ КОНТАКТИ

  • Антоніно Куччара: acucchiara@lbl.gov, мобільний телефон на конференції AAS (+1) 814 777 3935
  • Дерек Фокс: dbf11@psu.edu, мобільний телефон на конференції AAS (+1) 814 404 2630, в офісі (+1) 814 863 4989
  • Едо Бергер, мобільний телефон на конференції AAS (+1) 617 335 7963
  • Нейл Герельс (завідувач Лабораторією фізики астрочасток і провідний дослідник Swift Центру космічних польотів Годдарда при НАСА): (+1) 301 286 6546, gehrels@gsfc.nasa.gov

КОНТАКТИ ПРЕДСТАВНИКІВ ВІДДІЛІВ ЗОВНІШНЬОЇ ІНФОРМАЦІЇ

  • Барбара К. Кеннеді (відділ зовнішньої інформації штату Пенсильванія): мобільний телефон на конференції AAS (+1) 814 883-6930, (+1) 814 863 4682, science@psu.edu
  • Лінн Комінскі (відділ зовнішньої інформації Swift): (+1) 707 664 2655, lynnc@universe.sonoma.edu

ІНТЕРНЕТ-ДОСТУП ДО ПРЕС-КОНФЕРЕНЦІЇ

Трансляція прес-конференції стосовно цього дослідження буде зберігатися тут: http://aas.org/press/archived_press_conferences. Назва цієї прес-конференції “Галактики поряд і дуже-дуже далеко” (25 травня 2011 року).

ДОДАТКОВІ ВІДОМОСТІ ПРО ГАММА-СПЛЕСКИ

за Дереком Фоксом, ученим делегації для запропонованої обсерваторії JANUS

Гамма-сплески, як GRB 090429B переконливо пояснені тим, що відбувається зі смертю масивної короткоживучі зірки, 30 або більше разів перевищує масу нашого Сонця, коли виснаження ядерного палива в своїх основних регіонах змушує ядро колапсує в чорна діра. У міру того як новостворений чорна діра поглинає газ із зовнішніх шарів зірки, він випускає два потужних струменів, які прориваються від поверхні зірки, розганяється до швидкості дуже близькою до швидкості світла, і влада балковим і високо-світловий вибух високої енергії випромінювання – гамма-сплеск.

Redshift Probabilities

Авторські права: Фокс/Cucchiara/Леван/Танвір

На відстані до 13,14 мільярда світлових років GRB 090429B вибухнула, коли Всесвіту було менше 4% від нинішнього віку, усього 520 мільйонів років, і менше 10% від його нинішнього розміру. Астрономи стверджують, що найперші зірки та галактики не могли б сформуватися понад 400 мільйонів років до цього, і тому галактика хостинг прародителя зірка GRB 090429B був дійсно одним з перших галактик у Всесвіті. Крім можливої записи космічних відстаней, а потім, демонстрація цього лопнути як можливий рекордсмена ілюструє, як гамма-сплески можуть бути використані для виявлення місця розташування масивних зірок в ранньому Всесвіті і відстежувати процеси формування галактик і зірки, які в кінцевому рахунку привели до плеяди багатих космосу ми бачимо навколо нас сьогодні.

З найкращого удачі, або більш-сучасним обладнанням, має бути можливо в майбутньому використовувати яскраві післясвітіння сплесків, як GRB 090423 і GRB 090429B, щоб дослідити умови зірки і формування галактик в цих ранніх космічних епох в деталях. НАСА майбутнього космічного телескопа Джеймса Вебба, через запуск в 2017 році, був ретельно розроблений для вивчення ранньому Всесвіті, і післясвітіння спектр від цього об’єкта буде унікальним і цінним джерелом даних для розуміння перших галактик і різні процеси, що направляють їх формування.

Створення відкриття і експлуатацію найбільш віддалених спалахів значно ефективнішим, ймовірно, зажадає місії наступного покоління. З цією метою, штат Пенсильванія підтримує партнерські відносини з науково-дослідним інститутом Південно-Західного Корнельського університету та іншими установами, щоб запропонувати дослідник JANUS в НАСА, з датою цільового запуску на початку 2017 р За виявлення і спостереження за найбільш віддалених гамма-сплесків і квазари, а також шляхом вимірювання їх відстані автономно, без необхідності для подальших спостережень, JANUS забезпечить постійний потік корисних цілей для Джеймс Уебб і наземних телескопів. Сама захоплююча перспектива, за словами Фокса, це уявити JANUS і Джеймс Уебб разом працювати в космосі. Ніщо інше не висвітлює умови в ранньому Всесвіті, як її “яскравих вогнів”, гамма-сплесків і квазарів.

ЦИТУВАННЯ ТА ПОПЕРЕДНЯ ПУБЛІКАЦІЯ

“Фотометрична розбіжність z~9.4 для GRB 090429B”, Куччара й інші, 2011, Журнал астрофізики, у пресі. Клацніть тут, щоб відкрити PDF-документ цієї роботи. Роботу також буде опубліковано в Інтернеті на сервері попередньої публікації Arxiv.org 25 травня 2011 р. Шукайте на <http://arxiv.org> заголовок роботи “Фотометрична розбіжність z~9.4 для GRB 090429B”.

АВТОРИ

Антоніно Куччара (штат Пенсильванія, Каліфорнійський університет Берклі та LBNL), Ендрю Леван (Університет Варвіка, ОК), Дерек Фокс (штат Пенсильванія), Нейл Танвір (Університет Лестера, ОК), Т. Н. Укватта (Університет Джорджа Вашингтона та Центр годдарда при НАСА), Едо Бергер (Гарвард), Т. Крюлер (MPE, Німеччина та Мюнхенський університет, Німеччина ), A. Кюпцю Йолдас (ESO, Німеччина and Університет Кембриджа, ОК), Кс. Ф. Ву (штат Пенсильванія й обсерваторія Purple Mountain, Китай), К. Тома (штат Пенсильванія), Йохен Грайнер (MPE, Німеччина), Ф. Оліварес Е. (MPE, Німеччина), А. Роулінсон (Університет Лестера, ОК), Л. Аматі (INAF у Болоньї, Італія), Така Сакамото (Годдард, НАСА), Кеті Рот (Gemini), Ендрю Стівенс (Gemini), Йохан Фінбо (Dark Centre, Данія), Єнс Хьорт (Dark Centre, Данія), Д. Малесані (Dark Centre, Данія), Пол Якобсон (Університет Ісландії, Ісландія), К. Вірсема (Університет Лестера, ОК), Пол O’Брайан (Університет Лестера, ОК), Алісія Содерберг (Гарвард), Ryan Foley (Гарвард), Ендрю Фрухтер (STScI), Джеймс Роадс (STScI), Роберт Рутледж (Університет Макгілл, Канада), Брайан Шмідт (АНУ, Австралія), Марк Допіта (АНУ, Австралія), Філіпп Подсядловскі (Оксфордський університет, ОК), Річард Уіллінгейл (Університет Лестера, ОК), Крістіан Вульф (Оксфордський університет, ОК), Шрі Кулкарні (Каліфорнійський технологічний інститут) і Пола Д’Аванцо (INAF, Брера, Італія).

РОБОТИ, НА ЯКІ ЗРОБЛЕНО ПОСИЛАННЯ

  • Гамма-сплеск при розбіжності z~8.2″, Н. Р. Танвір та інші, 2009, Природа, 461, 1254-1257.
  • Спектроскопічне підтвердження галактики при розбіжності z = 8.6″, М. Д. Ленерт та інші, 2010, Природа, 467, 940-942.
  • “Галактика-кандидат із розбіжністю z≈10 і швидкі зміни в цій популяції віком 500 млн років“, Р. Дж. Боуенс та інші, 2011, Природа, 469, 504-507.
  • “GRB090423 при розбіжності z~8.1”, Р. Сальватерра та інші, 2009, Природа, 461 1258-1260.

ІНШІ ВІДОМОСТІ

About The Author

admin

Comments are closed.