Po dziesięcioletnich poszukiwaniach naukowcy po raz pierwszy zarejestrowali rozbłysk promieniowania gamma w zakresie bardzo wysokich energii (VHE). Odkrycia dokonał w lipcu 2018 r. międzynarodowy zespół High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) za pomocą ogromnego 28-metrowego teleskopu, wchodzącego w skład sieci teleskopów H.E.S.S. w Namibii. Niespodziewanie okazało się, iż ów nadzwyczaj energetyczny rozbłysk, będący skutkiem kosmicznego kataklizmu, utrzymywał się w zakresie gamma VHE bardzo długo po początkowej eksplozji.
Błyski promieniowania gamma są skutkiem kosmicznych eksplozji i trwają krótko, zazwyczaj kilkadziesiąt sekund. Są to najjaśniejsze rozbłyski znane we Wszechświecie. Przez długi czas po błysku gamma obserwuje się poświatę w zakresie rentgenowskim, optycznym i radiowym. Energia krótkiego błysku gamma emitowana jest w postaci fotonów ok. miliona razy bardziej energetycznych niż fotony światła widzialnego. Promieniowanie złożone z takich fotonów można rejestrować wyłącznie przez instrumenty umieszczone na satelitach. Pytanie, czy błyskowi takiego promieniowania gamma towarzyszy emisja w zakresie VHE (fotony o energii ok. 100 miliardów razy większej, niż fotony światła widzialnego) pozostawało do niedawna bez odpowiedzi.
20 lipca 2018 roku obserwatorium satelitarne Fermi, a parę sekund później obserwatorium satelitarne Swift, zaalarmowały świat o błysku gamma trwającym pięćdziesiąt sekund, któremu nadano nazwę GRB 180720B. Liczne obserwatoria optyczne rozpoczęły wkrótce obserwacje części nieba, z której pochodził błysk gamma, szukając poświaty w zakresie optycznym.
Dla sieci teleskopów obserwatorium H.E.S.S. owa lokalizacja stała się dostępna dopiero dziesięć godzin później. Mimo to zespół H.E.S.S. postanowił przeprowadzić obserwacje, licząc na zarejestrowanie w zakresie VHE poświaty błysku GRB 180720B. Obserwacje zakończyły się sukcesem.
Dwugodzinne obserwacje H.E.S.S. wykazały obecność nowego źródła w tym samym miejscu, co wykryta wcześniej poświata optyczna. Takiego odkrycia oczekiwano już od ponad dziesięciu lat, jednak nikt nie spodziewał się tak silnej poświaty tak długo po samym błysku.
To przełomowe odkrycie umożliwia nowy wgląd w naturę kosmicznych błysków gamma. Artykuł o odkryciu ukazał się w Nature 20 listopada 2019r.
W odkryciu brał udział zespół badaczy z 5 polskich instytucji naukowych, w tym z UW, UJ, CAMK PAN, UMK, i IFJ PAN. Polska bierze udział w pracach obserwatorium H.E.S.S. od 2005 roku. Warto podkreślić, że wielki teleskop obserwatorium wykorzystany przy obecnym odkryciu został zbudowany także z naszym udziałem.
Należy też wspomnieć, że ogłoszeniu obecnego odkrycia w Nature towarzyszyła równoległa prezentacja podobnego odkrycia dokonanego niezależnie dla innego rozbłysku gamma przez obserwatorium MAGIC, z udziałem badaczy z Uniwersytetu Łódzkiego.
Kontakt:
dr hab. Jacek Niemiec
jacek.niemiec@ifj.edu.pl
Obraz poświaty gamma rozbłysku GRB180720B w zakresie bardzo wysokich energii. Czerwonym krzyżem oznaczono lokalizację źródła optycznego.
Teleskopy H.E.S.S. w Namibii. W centrum znajduje się zbudowany z udziałem Polski 28-metrowy teleskop, którym dokonano odkrycia poświaty błysku GRB 180720B.