Pressemeddelelse

Det lysner for de mørke gammaglimt

16. december 2010

Gammaglimt er blandt de mest energirige begivenheder i universet, men nogle er underligt svage i synligt lys. Den til dato mest omfattende undersøgelse af disse såkaldte mørke gammaglimt har, ved hjælp af GROND-instrumentet på MPG/ESO’s 2,2 meter teleskop på La Silla i Chile, fundet ud af, at disse gigantiske eksplosioner ikke kræver eksotiske forklaringer. Deres svage lysstyrke er nu fuldt ud forklaret ved en kombination af forskellige årsager, hvoraf den vigtigste er tilstedeværelsen af støv mellem Jorden og eksplosionen.

Gammaglimt (gamma-ray bursts: GRB) er flygtige begivenheder, der varer fra mindre end et sekund til flere minutter. De opdages af satellitter i rummet, der kan fange deres energirige stråling. Men for tretten år siden opdagede astronomer en længerevarende strøm af mindre energirig stråling, der kommer fra disse voldsomme udbrud og som kan vare i uger eller endda år efter den oprindelige eksplosion. Astronomer kalder denne stråling for glimtes efterglød.

Mens alle gammaglimts [1] efterglød afgiver røntgenstråler, har det vist sig, at kun omkring halvdelen af dem udsender synligt lys, mens resten på mystisk vis er mørke. Nogle astronomer formoder, at disse mørke eftergløder, kan være eksempler på en helt ny klasse af gammaglimt, mens andre mener, at de kan være meget langt væk. Tidligere undersøgelser har antydet, at blokerende støv mellem glimtet og os måske også kan forklare, hvorfor de er så svage.

"At studere eftergløden er vigtigt for at fremme vores forståelse af de objekter, der bliver til gammaglimt, og hvad de fortæller os om stjernedannelse i det tidlige univers," siger undersøgelsens hovedforfatter Jochen Greiner fra Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching bei München i Tyskland.

I slutningen af 2004 opsendte NASA Swift-satellitten. Fra sin bane over Jordens atmosfære kan den opdage gammaglimt og straks angive deres position til andre observatorier, så glimtenes efterglød kan blive studeret. I den nye undersøgelse kombinerer astronomer Swift-data med nye observationer med GROND [2] – et dedikeret instrument til opfølgnings-observationer af gammaglimt. GROND er monteret på MPG/ESO's 2,2 meter teleskopet på La Silla i Chile. Herved har astronomerne endegyldigt løst gåden om den manglende optiske efterglød.

Det der gør GROND velegnet til at studere eftergløden af gammaglimt, er dets meget hurtige reaktionstid – det kan observere en eksplosion inden for få minutter efter alarmen fra Swift ved hjælp af et særligt system kaldet Rapid Response Mode. Dertil kommet dets evne til at observere samtidigt gennem syv filtre, der dækker både den synlige og nærinfrarøde del af spektret.

Ved at kombinere GROND's data taget gennem disse syv filtre med Swift-observationer, har astronomerne været i stand til nøjagtigt at bestemme mængden af lys, der udsendes af eftergløden ved vidt forskellige bølgelængder – lige fra meget energirige røntgenstråler til nærinfrarødt lys. Astronomerne har brugt disse oplysninger til direkte at måle mængden af blokerende støv, som lyset passerer igennem på sin vej til Jorden. Hidtil har astronomerne måttet basere sig på vurderinger af støvmængden.

Holdet har brugt en række data, herunder deres egne målinger fra GROND sammen med observationer fra andre store teleskoper som ESO's Very Large Telescope, for at vurdere afstandene til næsten alle glimtene i deres datamateriale. Mens de har fundet ud af, at en betydelig del af glimtene er blevet dæmpet til omkring 60-80 procent af deres originale lysstyrke på grund af blokerende støv, er denne effekt forstærket for de meget fjerne glimt, så observatøren kun kan se 30-50 procent af lyset [4]. Astronomerne konkluderer, at de fleste mørke gammaglimt er dem der simpelthen helt har fået fjernet deres beskedne mængde af synligt lys, inden det når frem til os.

"Sammenlignet med mange instrumenter på store teleskoper, er GROND et billig og relativt enkelt instrument, men det har været i stand til endegyldigt at løse mysteriet om de mørke gammaglimt," siger Greiner. 

Noter

[1] Gammaglimt som varer længere end to sekunder betegnes som lange glimt, mens glimt med en kortere varighed er kendt som korte glimt. Lange glimt, der blev observeret i denne undersøgelse, menes at blive skabt af supernovaeksplosioner af meget tunge, unge stjerner i stjernedannende galakser. Korte glimt er ikke så godt forstået, men menes at opstå ved sammensmeltningen af to kompakte objekter som neutronstjerner.

[2] Gamma-Ray Optical and Near-infrared Detector (GROND) er designet og bygget af Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics i samarbejde med Tautenburg Observatory, og har været i drift siden august 2007.

[3] Andre undersøgelser af mørke gammaglimt er tidligere blevet offentliggjort. Tidligt i år brugte astronomer Subaru-teleskopet til at observere et enkelt gammaglimt. Herudfra lavede de en hypotese om, at mørke gammaglimt faktisk kan være en særskilt underklasse, som dannes af en anden mekanisme, såsom sammensmeltning af dobbeltstjerner. I en anden undersøgelse, der blev offentliggjort sidste år, studerede astronomer ved hjælp af Keck-teleskopet, værtsgalakser til 14 mørke GRB’er. Baseret på de lave rødforskydninger, der blev bestemt, kom de frem til, at støv er den sandsynlige mekanisme til at skabe mørke glimt. I denne nye undersøgelse, blev 39 GRB’er undersøgt, herunder næsten 20 mørke glimt. Det er den eneste undersøgelse, hvor der ikke er gjort nogen forudgående antagelser, og hvor mængden af støv er blevet direkte målt. 

[4] Eftergløden fra et meget fjernt glimt er rødforskudt på grund af universets udvidelse. Derfor var lyset, der oprindelig forlod objektet, mere blåt end det lys, vi registrer, når det ankommer til Jorden. Fordi dæmpningen af lys gennem støv er større for blåt og ultraviolet lys end for rødt lys, betyder det, at den samlede dæmpningseffekt af støv er større for de mere fjerntliggende gammaglimt. Det er derfor, at GROND’s evne til at iagttage nærinfrarød stråling gør en betydelig forskel.

Mere information

Denne forskning er præsenteret i en artikel, der udkommer i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics den 16. december 2010.

Holdet er sammensat af: 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, Storbritannien), 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, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 14 medlemslande: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. Flere lande har udtrykt interesse i medlemskab. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for astronomi for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 42 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Videnskabelig artikel i A&A
• GROND’s hjemmeside
• Billeder af La Silla

Kontakter

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

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

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1049 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.