eso1049no — Pressemelding

Astronomer kaster nytt lys over mørke gammaglimt

16 December 2010

Gammaglimt er blant de mest voldsomme begivenheter i universet, skjønt noen framstår merkelig svake i synlig lys. Den hittil største studien av disse såkalt mørke gammaglimtene, utført med GROND-instrumentet på 2,2-metersteleskopet ved ESOs La Silla-observatorium i Chile, har avdekket at disse gigantiske eksplosjonene ikke krever eksotiske forklaringer. Hvorfor de er så lyssvake kan forklares fullt ut ved en kombinasjon av flere forhold; det viktigste er tilstedeværelsen av støv mellom Jorda og eksplosjonen.

Gammaglimt, eller gamma-ray bursts på engelsk (forkortet GRB), er flyktige hendelser som varer alt fra et knapt sekund til flere minutter. De blir funnet ved hjelp av observatorier i bane rundt Jorda, som kan registrere den høyenergetiske røntgen- og gammastrålingen de sender ut. For tretten år siden oppdaget imidlertid astronomene en mer langvarig, men mindre energirik stråling fra disse intense utbruddene. Denne strålingen kan vare i flere uker eller til og med år etter den opprinnelige eksplosjonen. Astronomene kaller dette for gammaglimtets etterglød.

Mens alle gammaglimt [1] har ettergløder med røntgenstråling, ser det ut til at bare rundt halvparten lyser i synlig lys. Resten er mistenkelig mørke. Enkelte astronomer mente de mørke etterglødene kunne være eksempler på en helt ny klasse av gammaglimt, mens andre trodde årsaken kunne være at de befant seg ekstra langt unna oss. Tidligere undersøkelser hadde dessuten vist at tilslørende støv mellom gammaglimtet og oss også kunne forklare hvorfor de lyste så svakt i synlig lys.

"Å studere etterglødene er avgjørende for å få en bedre forståelse for objektene som forårsaker gammaglimtene og hva de forteller oss om stjernedannelsen i det tidlige univers," sier hovedforfatteren av forskningsartikkelen, Jochen Greiner fra Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching i Tyskland.

NASA skjøt opp Swift-satellitten i slutten av 2004. Fra sin bane over jordatmosfæren kan den registrere gammaglimt og umiddelbart sende deres posisjoner til andre observatorier slik at etterglødene kan følges. I den nye studien kombinerte astronomene data fra Swift med nye observasjoner gjort med GROND [2] – et instrument spesiallagd for oppfølgingsstudier av gammaglimt. Det er montert på MPG/ESOs 2,2-metersteleskop ved La Silla-observatoriet i Chile. Det viste seg at astronomene endelig kunne løse mysteriet med den manglende optiske ettergløden.

Det som gjør GROND så spennende for studier av ettergløder er instrumentets svært raske reaksjonstid – det kan observere et gammaglimt innen få minutter etter alarmen fra Swift ved å bruke et spesielt system kalt "Rapid Response Mode" – og dets evne til å ta bilder samtidig gjennom syv filtre som dekker både den synlige og nær-infrarøde delen av spekteret.

Ved å kombinere GROND-dataene tatt i disse syv filtrene med Swift-observasjonene, kunne astronomene bestemme nøyaktig hvor mye lys ettergløden sendte ut på de forskjellige bølgelengdene, helt fra den høyenergetiske røntgenstrålingen til det mye mer langbølgede nær-infrarøde lyset. Denne informasjonen brukte astronomene så for å direkte måle andelen av tilslørende støv som lyset hadde passert på sin lange vei til Jorda. Tidligere måtte astronomer stole på grove estimater for hvor mye lyset ble svekket av det mellomliggende støvet [3].

Teamet anvendte en rekke data, inkludert sine egne GROND-målinger og andre observasjoner gjort med store teleskoper (deriblant ESOs Very Large Telescope), for å beregne avstanden til nesten alle gammaglimtene de hadde valgt ut. De fant at for en betydelig andel av gammaglimtene ble lysstyrken redusert til ca. 60–80 prosent av den opprinnelige intensiteten på grunn av det tilslørende støvet. Effekten øker enda mer for svært fjerne gammaglimt, der vi bare ser 30–50 prosent av den sanne lysstyrken [4]. Astronomene konkluderte med at de fleste mørke gammaglimt ikke kan sees fordi deres synlige lys rett og slett blir absorbert av støv før det når fram til oss.

"Sammenlignet med mange instrumenter på store teleskoper er GROND et billig og forholdsvis enkelt instrument. Likevel har det en gang for alle løst mysteriet rundt de mørke gammaglimtene," avslutter Greiner.

De norske ESO-kontaktene Andreas O. Jaunsen og Jan-Erik Ovaldsen har tidligere jobbet med gammaglimt og deres vertsgalakser, og sett på støv som en mulig forklaring på de mørke gammaglimtene.

Fotnoter

[1] Gammaglimt som varer lenger enn to sekunder kalles lange gammaglimt, mens de med kortere varighet defineres som korte. Lange gammaglimt, som de i den nye studien, er knyttet til massive, unge stjerner som eksploderer som supernovaer. Korte gammaglimt vet man mindre om, men de antas å stamme fra sammensmeltningen av to kompakte objekter, slik som nøytronstjerner.

[2] Gamma-Ray Optical and Near-infrared Detector (GROND) er designet og bygd av Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics i samarbeid med Tautenburg Observatory. Instrumentet har vært i full drift siden august 2007.

[3] Andre studier vedrørende mørke gammaglimt har også blitt publisert den siste tiden. I starten av 2010 brukte astronomer Subaru-teleskopet for å observere et enkelt gammaglimt, og ut fra dette foreslo de at mørke gammaglimt kunne være en egen klasse som dannes gjennom en annen prosess, f.eks. ved sammensmelting av dobbeltstjerner. I en annen studie fra 2009 anvendte forskerne Keck-teleskopet for å undersøke vertsgalaksene til 14 mørke gammaglimt. Basert på de lave rødforskyvningene sluttet de at støv sannsynligvis var mekanismen bak de mørke gammaglimtene. I den ferske studien som presenteres her, ble 38 gammaglimt studert, inkludert nesten 20 mørke. Dette er den eneste studien der man ikke har gjort noen antagelser på forhånd og hvor mengden av støv har blitt målt direkte.

[4] Fordi lyset i ettergløden til svært fjerne gammaglimt er rødforskjøvet på grunn av universets utvidelse, var det opprinnelig lyset som forlot objektet blåere enn det lyset vi registrerer når det ankommer Jorda. Siden blått og ultrafiolett lys svekkes mer av støv enn rødt lys, betyr det at den totale reduksjonen i lysintensitet grunnet støv er større for objekter som ligger ekstra langt unna. GRONDs evne til å observere nær-infrarød stråling var derfor helt avgjørende for disse undersøkelsene.

Mer informasjon

Denne studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Astronomy & Astrophysics den 16. desember 2010.

Forskerteamet består av J. Greiner (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik [MPE], Tyskland), T. Krühler (MPE, Universe Cluster, Technische Universität München), S. Klose (Thüringer Landessternwarte, Tyskland), P. Afonso (MPE), C. Clemens (MPE), R. Filgas (MPE), D.H. Hartmann (Clemson University, USA), A. Küpcü Yoldaş¸ (University of Cambridge, Storbritannia), M. Nardini (MPE), F. Olivares E. (MPE), A. Rau (MPE), A. Rossi (Thüringer Landessternwarte, Tyskland), P. Schady (MPE) og A. Updike (Clemson University, USA). 

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 14 land: Belgia, Danmark, England, Finland, Frankrike, Italia, Nederland, Portugal, Spania, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike. ESO har en ambisiøs dagsorden med fokus på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg, der hovedmålet er å gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser. ESO har også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO bygget Very Large Telescope, verdens mest avanserte astronomiske observatorium for synlig lys, og VISTA, verdens største kartleggingsteleskop. ESO er den europeiske partner i et revolusjonerende teleskop kalt ALMA, nåtidens største astronomiprosjekt. ESO planlegger for tiden et såkalt ekstremt stort optisk/nær-infrarødt teleskop som har fått betegnelsen E-ELT: European Extremely Large Telescope. Med en speildiameter på 42 meter vil dette bli det største "øye" i verden som skuler opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Andreas O. Jaunsen
Oslo, Norge
Tlf.: +47 99 59 88 00
E-post: ajaunsen@gmail.com

Jan-Erik Ovaldsen
Oslo, Norge
E-post: j.e.ovaldsen@astro.uio.no

Jochen Greiner
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 30000 3847
E-post: jcg@mpe.mpg.de

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1049 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO. Norske kontakter er Jan-Erik Ovaldsen og Andreas O. Jaunsen. Pressemeldingen er oversatt av JEO.
Bookmark and Share

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1049no
Type:• Unspecified : Cosmology : Phenomenon : Gamma Ray Burst
Facility:MPG/ESO 2.2-metre telescope
Science data:2011A&A...526A..30G

Bilder

Artist's impression of a dark gamma-ray burst
Artist's impression of a dark gamma-ray burst
kun på engelsk

Videoer

ESOcast 25: Chasing Gamma Ray Bursts at Top Speed: The VLT’s Rapid Response Mode
ESOcast 25: Chasing Gamma Ray Bursts at Top Speed: The VLT’s Rapid Response Mode
kun på engelsk

Se også