science >> Wetenschap >  >> Astronomie

VLA-hemelonderzoek onthult eerste wees-gammastraaluitbarsting

Artist's opvatting van een gammastraaluitbarsting. Jet van snel bewegend materiaal wordt naar buiten voortgestuwd door een bolvormige schil van uitgestoten materiaal van de eerste explosie van een massieve ster en zijn ineenstorting in een zwart gat. Krediet:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Astronomen die gegevens van een lopend groot onderzoek van de lucht met behulp van de Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) van de National Science Foundation vergelijken met gegevens van eerdere onderzoeken, hebben waarschijnlijk de eerste ontdekking gedaan van de nagloed van een krachtige gammastraaluitbarsting die geen gammastraling produceerde op aarde detecteerbare stralen. De ongekende ontdekking van deze "wees" gammastraaluitbarsting (GRB) biedt belangrijke aanwijzingen om de nasleep van deze zeer energetische gebeurtenissen te begrijpen.

"GRB's zenden hun gammastraling uit in nauw gefocuste bundels. In dit geval, we geloven dat de stralen van de aarde af waren gericht, dus gammastraaltelescopen hebben deze gebeurtenis niet gezien. Wat we vonden is de radio-uitzending van de nasleep van de explosie, zich in de loop van de tijd gedragen zoals we verwachten voor een GRB, " zei Casey Law, van de Universiteit van Californië, Berkeley.

Tijdens het doorzoeken van gegevens uit het eerste tijdperk van waarneming voor de VLA Sky Survey (VLASS) eind 2017, de astronomen merkten op dat een object dat op afbeeldingen van een eerder VLA-onderzoek in 1994 verscheen, niet op de VLASS-afbeeldingen verscheen. Vervolgens gingen ze op zoek naar aanvullende gegevens van de VLA en andere radiotelescopen. Ze ontdekten dat observaties van de locatie van het object aan de hemel daterend uit 1975 het niet hadden gedetecteerd totdat het voor het eerst verscheen in een VLA-afbeelding uit 1993.

Het object verscheen vervolgens in verschillende afbeeldingen gemaakt met de VLA en de Westerbork-telescoop in Nederland van 1993 tot 2015. Het object, genaamd EERSTE J1419+3940, bevindt zich aan de rand van een sterrenstelsel op meer dan 280 miljoen lichtjaar van de aarde.

"Dit is een klein sterrenstelsel met actieve stervorming, vergelijkbaar met andere waarin we het type GRB's hebben gezien dat ontstaat wanneer een zeer massieve ster explodeert, " zei Wet.

Serie radiobeelden van FIRST J1419+3940 van 1993 tot 2017 laten zijn langzame vervaging zien. Krediet:Wet et al., Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

De kracht van de radio-emissie van J1419+3940 en het feit dat het zich in de loop van de tijd langzaam ontwikkelde, ondersteunen het idee dat het de nagloeiing is van zo'n GRB, zeiden de wetenschappers. Ze suggereerden dat de explosie en uitbarsting van gammastraling ergens in 1992 of 1993 had moeten plaatsvinden.

Echter, na het doorzoeken van databases van observatoria voor gammastraling, "We konden geen overtuigende kandidaat vinden voor een gedetecteerde GRB van dit sterrenstelsel, " zei Wet.

Hoewel er andere mogelijke verklaringen zijn voor het gedrag van het object, de wetenschappers zeiden dat een GRB het meest waarschijnlijk is.

"Dit is spannend, en niet alleen omdat het waarschijnlijk de eerste 'wees' GRB is die ontdekt is. Het is ook de oudste goed gelokaliseerde GRB, en de lange periode waarin het is waargenomen, betekent dat het ons waardevolle nieuwe informatie kan geven over GRB-nagloeiingen, " zei Wet.

"Tot nu, we hebben nog nooit gezien hoe het nagloeien van GRB's zich op zo'n laat tijdstip gedraagt, " merkte Brian Metzger van de Columbia University op, co-auteur van de studie. "Als een neutronenster verantwoordelijk is voor het aandrijven van de GRB en nog steeds actief is, dit zou ons een ongekende kans kunnen geven om deze activiteit te bekijken nu het uitdijende ejecta van de supernova-explosie eindelijk transparant wordt."

Animatie van afbeeldingen van 1993 tot 2017 toont radio-emissie van vermoedelijke "wees" gammastraaluitbarsting die met de tijd vervaagt. Krediet:Wet et al., Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

"Ik ben verheugd deze ontdekking te zien, waarvan ik verwacht dat het de eerste van velen zal zijn die voortkomen uit de unieke investering die de National Radio Astronomy Observatory (NRAO) en de National Science Foundation doen in VLASS, ", aldus NRAO-directeur Tony Beasley.

VLASS is het grootste observatieproject in de geschiedenis van de VLA. Begonnen in 2017, de enquête zal 5 gebruiken, 500 uur observatietijd over zeven jaar. Het onderzoek maakt drie volledige scans van de lucht zichtbaar vanaf de VLA, ongeveer 80 procent van de lucht. De eerste beelden van de eerste waarnemingsronde zijn nu beschikbaar voor astronomen.

VLASS volgt twee eerdere luchtonderzoeken die met de VLA zijn gedaan. De NRAO VLA Sky Survey (NVSS), zoals VLASS, was een all-sky-enquête uitgevoerd van 1993 tot 1996, en de FIRST (Faint Images of the Radio Sky at Twenty centimeter) survey bestudeerde een kleiner deel van de hemel in meer detail van 1993 tot 2002. De astronomen ontdekten FIRST J1419+3940 door een afbeelding uit 1994 van de FIRST survey te vergelijken met de VLASS 2017 gegevens.

Van 2001 tot 2012 de VLA een grote upgrade heeft ondergaan, verhoogt de gevoeligheid aanzienlijk, of het vermogen om vage objecten af ​​te beelden. De upgrade maakte een nieuwe, verbeterde enquête die een rijke wetenschappelijke opbrengst biedt. De eerdere onderzoeken zijn meer dan 4 geciteerd, 500 keer in wetenschappelijke artikelen, en wetenschappers verwachten dat VLASS de komende jaren een waardevolle bron voor onderzoek zal zijn.

Law en zijn collega's publiceren hun bevindingen in de Astrofysische journaalbrieven .