Najstarší objav gama žiarenia, ktorý bol kedy objavený, bol len kus vesmírneho odpadu

Galaxia GN-z11, o ktorej si vedci myslia, že by mohla byť najvzdialenejšou a najstaršou galaxiou v každej pozorovanej oblasti, superponovaná na obrázku z prieskumu COODS-sever. (Obrazový kredit: NASA, ESA, P. Oesch (Univerzita Yale), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Univerzita Yale) a G. Illingworth (Kalifornská univerzita, Santa Cruz))

Blesk je niekedy len náhoda.

Nový dokument zistil, že signál, ktorému vedci najskôr uverili, bol prelomový objav záblesku gama žiarenia z najstaršej známej galaxie vo vesmíre v skutočnosti odrazom slnečného svetla z vyčerpaného raketového stupňa na obežnej dráhe Zeme.

Neuspokojivý záver pochádza od tímu poľských vedcov po diskusii niekoľkých tímov o pôvode serendipitózneho pozorovania jedným z dvojitých teleskopov Keck na Havaji v roku 2017. Zatiaľ čo predchádzajúce príspevky do diskusie sa zamerali na pravdepodobnosť videnia satelitu v porovnaní s extrémne vzácnym výbuchom gama žiarenia sa poľskému tímu podarilo vypátrať presný predmet, ktorý blesk spôsobil-vyhorený horný stupeň Breeze-M z ruskej rakety Proton.

'Naše výpočty sme skontrolovali pomocou troch ďalších verejne dostupných softvérov na výpočet obežnej dráhy,' povedal pre guesswhozoo.com Michal Michalowski, astronóm z Univerzity Adama Mickiewicza v Poľsku a hlavný autor novej štúdie.

Čo presne teda Keckov teleskop videl a ako je vôbec možné zameniť najsilnejší záblesk svetla v vesmíru odohrávajú sa miliardy svetelných rokov ďaleko, pretože slnečné svetlo sa odráža od kusu vesmírneho odpadu?

Súvisiace: Astronómovia zachytili vybuchnutý gama lúč zo supernovy

Náhodný pohľad

Tím za pôvodným pozorovaním vedený vedcami z Pekinskej univerzity v Číne sa vydal študovať jednu z najstarších galaxií vo vesmíre. Známy ako GN-z11 , je galaxia vzdialená viac ako 13 miliárd svetelných rokov Zem . To znamená, že teleskopy to môžu vidieť len tak, ako to vyzeralo asi 420 miliónov rokov potom veľký tresk , keď bol vesmír veľmi mladý.

Tím použil blízky infračervený spektrograf s názvom MOSFIRE namontovaný na jednom z Keckových teleskopov. Spektrograf namiesto snímania obrázkov meria jas nebeského objektu pri špecifických vlnových dĺžkach svetla. Tím robil trojminútové merania GN-z11, keď sa galaxia náhle rozsvietila. V priebehu nasledujúcich troch minút sa však signál vrátil do normálu.

Po vylúčení ďalších možností vedci dospeli k záveru, že náhle rozjasnenie muselo byť výbuchom gama žiarenia, najjasnejším a najenergetickejším zábleskom svetla vo vesmíre, o ktorom sa verilo, že je produkovaný výbuchmi hmotných hviezd na konci ich života, ktoré astronómovia nazývajú supernovy. Gama žiarenie, ktoré trvá iba niekoľko sekúnd, krátko prevýši všetko ostatné v okolitom vesmíre. Ale pátranie po ich pôvode bolo doteraz neuchopiteľné.

Tím zverejnili svoje zistenia v časopise Nature Astronomy vlani v decembri. Tento objav sa zdal byť veľkým problémom. Vedci nikdy v takej starej galaxii nepozorovali výbuch gama žiarenia a ich videnie by odhalilo nové informácie o ranom vesmíre.

Príliš nepolapiteľný

Iní astronómovia však čoskoro začali spochybňovať zistenia a dva papiere publikovaný v pondelok (4. októbra) v časopise Nature Astronomy rozobral, čo sa pokazilo.

V jednom Charles Steinhardt, docent astronómie na Kodanskej univerzite v Dánsku, a jeho kolegovia tvrdili, že zosvetlenie bolo pravdepodobne spôsobené skôr objektom obiehajúcim okolo Zeme, než náhodným pozorovaním vzácneho výbuchu gama žiarenia. Dôvod: pravdepodobnosť.

'Pravdepodobnosť zachytenia tejto dávky gama žiarenia je neuveriteľne nízka, niečo ako 1 z 10 miliárd,' povedal Steinhardt pre guesswhozoo.com.

Astronómovia odhadujú, že hoci satelity zaznamenajú približne jeden výbuch gama žiarenia za deň, v rovnakom časovom období sa ich vyskytne zhruba 500. Vedci však vo väčšine prípadov netušia, z ktorých galaxií tieto výbuchy pochádzajú.

'Veľké gama lúče, ktoré používame na detekciu gama lúčov, vám iba hovoria, že došlo k výbuchu, a poskytnú vám hrubú oblasť oblohy, kde sa to stalo,' povedal Steinhardt. „Ak chcete poznať presnú galaxiu, museli by ste na túto oblasť namieriť optický ďalekohľad dostatočne rýchlo, aby ste zachytili blesk a našli jeho zdroj. Ale máte na to maximálne 100 sekúnd. “

Umelecký dojem z výbuchu gama žiarenia.(Obrazový kredit: NASA)

Šance

Zachytiť výbuch gama žiarenia v najstaršej známej galaxii počas kampane s náhodným zobrazovaním sa mi zdalo príliš šťastné. Steinhardt a jeho kolegovia preto hľadali ďalšie vysvetlenia vrátane prehodnotenia tých, ktoré čínsky tím vylúčil. Vedci prehľadali archívy MOSFIRE a pri ďalších pozorovaniach našli desiatky podobných udalostí.

'Keď sme sa pozreli na signál rozjasnenia, v skutočnosti to nevyzeralo ako žiadny z predtým zistených 10 000 výbuchov gama žiarenia,' povedal Steinhardt. „Vyzeralo to skôr ako typická hviezda, napríklad naše slnko. Takže to môže zahŕňať všetko, čo odráža slnečné svetlo. “

V pôvodnom článku čínsky tím tvrdil, že odraz od satelitu nemohol spôsobiť rozjasnenie. Vedci napísali, že preverovali dostupné orbitálne informácie o známych satelitoch a kusoch trosiek a nenašli predmet, ktorého trajektória by zodpovedala pozorovaniu. Astronómovia tiež napísali, že by bolo veľmi nepravdepodobné, aby satelit alebo kus úlomku zasahoval do podobných pozorovaní. Výsledky Steinhardta a jeho kolegov však poskytujú priaznivejšiu pravdepodobnosť, že dôjde k takémuto incidentu - asi jeden z 1000.

'Ak máte pravdepodobnosť, že zachytíte satelit ako je tento, na 1 000 verzus jedna na miliardu pravdepodobnosť zachytenia záblesku gama žiarenia, je jasne 1 miliónkrát väčšia pravdepodobnosť, že ste zachytili satelit,' povedal Steinhardt.

Obrázky z optických teleskopov prešpikované chodníkmi obiehajúcich satelitov bolo v poslednom čase v centre pozornosti, pretože astronómovia požadujú obmedzenia satelitných megakonštelácií, ako napr. SpaceX projekt internetového lúča Starlink. Šmuhy sú zrejmé a ich zdroj je nezameniteľný. V prípade spektroskopických meraní je však odstránenie šumu oveľa náročnejšie.

Vypátranie vinníka

'Je veľmi ťažké to rozlíšiť v spektroskopii,' povedal Michalowski. Spektrograf zachytáva svetlo veľmi úzkou štrbinou. Satelit je mimo štrbiny a potom je zrazu na veľmi krátky okamih v ňom, nevedie k nemu žiadna stopa. “

Michalowski a jeho tím, povzbudení Steinhardtovými odhadmi, vypátrali skutočný zdroj rozjasnenia prehľadaním verejne dostupnej databázy vesmírnych dráh obiehajúcich predmetov. Horný stupeň Breeze-M obiehajúci okolo Zeme na vysoko eliptickej dráhe bol presne na správnom mieste v správnom čase, povedal Michalowski

Je zaujímavé, že čínsky tím pôvodne vylúčil tento raketový stupeň na základe výpočtov pomocou webovej astronomickej kalkulačky s názvom Calsky. Michalowski je však presvedčený, že ich výpočty boli nesprávne.

'Je ťažké povedať, prečo sa pôvodný výpočet líšil,' povedal. „Softvér, ktorý tím používal, je teraz nefunkčný, takže je nemožné ho reprodukovať. Naše výpočty zodpovedajú štyrom ďalším, takže sme si celkom istí, že sme to urobili správne. “

Súvisiace príbehy:

-Gama záblesky nie sú kopané
- Prvý výbuch osirelých gama lúčov odhaľuje pohľad na silné hviezdne výbuchy
-Divný výbuch gama žiarenia v blízkosti vzdoruje očakávaniam

Rastúci problém v astronómii

Hlavolam poukazuje na rastúci problém v astronómii: rastúci počet satelitov a predmetov z vesmírneho odpadu na obežnej dráhe narúša astronomické pozorovania a skúmanie vesmíru. Nedávna štúdia odhadovala, že až 40% astronomických pozorovaní pomocou ďalekohľadov so širokým poľom by mohlo byť zničených po tom, ako SpaceX rozmiestni všetkých aktuálne plánovaných 12 000 satelitov svojej konštelácie Starlink.

Riešenie podľa Michalowského nie je jednoduché. 'Existuje nespočetné množstvo príkladov, kedy satelity krížia obrázky a bude to len horšie,' povedal Michalowski. 'Jediným riešením je tieto satelity pozorovať a presnejšie určiť ich dráhy, aby sme vytvorili veľmi presný katalóg, ktorý nám pomôže zistiť, či išlo skutočne o astronomickú udalosť alebo o prechádzajúci satelit.'

Steinhardt súhlasil. „Keby sme mali dobrú databázu, keby sme vedeli, že satelit alebo kúsok trosiek prejde tou časťou oblohy v tej konkrétnej sekunde, zastavili by sme pozorovania na túto sekundu a čakali by, kým to prejde. , a potom sa pustil do ďalšej expozície, “povedal. 'Dôvod, prečo sa to nestalo, je ten, že práve teraz nemáme správnu databázu ani správnu súpravu nástrojov.'

Follow Tereza Pultarova on Twitter @TerezaPultarova. Follow us na Twitteri @Spacedotcom a ďalej Facebook .