Menurut ahli astronomi Andrew Levan, ada pepatah lama dalam mempelajari ledakan sinar gamma: "Apabila anda melihat satu sinar gamma meletup, anda telah melihat ... hanya satu sinar gamma yang meletup. Mereka tidak semua sama, ”katanya semasa taklimat media pada 16 April yang membincangkan penemuan jenis GRB yang sangat berbeza - jenis yang terdapat dalam rasa tahan lama yang baru.
Tiga daripada letupan bintang yang luar biasa ini baru-baru ini ditemui menggunakan satelit Swift dan teleskop antarabangsa yang lain, dan satu, bernama GRB 111209A, adalah GRB terpanjang yang pernah diperhatikan, dengan jangka masa sekurang-kurangnya 25,000 saat, atau kira-kira 7 jam.
"Kami telah menyaksikan ledakan sinar gamma terpanjang dalam sejarah moden, dan menganggap peristiwa ini disebabkan oleh kematian supergiant biru," kata Bruce Gendre, seorang penyelidik yang kini dikaitkan dengan Pusat Nasional Penyelidikan Ilmiah Perancis yang mengetuai kajian ini ketika di Pusat Data Sains Badan Angkasa Itali di Frascati, Itali. "Ia menyebabkan letupan bintang paling kuat dalam sejarah baru-baru ini, dan mungkin sejak Big Bang berlaku."
Ahli astronomi mengatakan ketiga-tiga GRB ini mewakili kelas letupan bintang yang sebelumnya tidak dikenali, yang timbul dari bencana kematian bintang-bintang luar biasa beratus-ratus kali lebih besar daripada Matahari kita. GRB adalah letupan paling terang dan misteri di Alam Semesta. Letupan itu memancarkan lonjakan sinar gamma - bentuk cahaya yang paling kuat - serta sinar-X, dan mereka menghasilkan cahaya yang dapat dilihat pada tenaga optik dan radio.
Swift, teleskop Fermi dan kapal angkasa lain mengesan purata sekitar satu GRB setiap hari. Mengenai mengapa GRB jenis ini belum pernah dikesan sebelumnya, Levan menjelaskan jenis baru ini nampaknya sukar dicari kerana berapa lama ia bertahan.
"Teleskop sinar gamma biasanya mengesan lonjakan cepat, dan Anda mencari ledakan - berapa banyak sinar gamma datang dari langit," kata Levan kepada Space Magazine. "Tetapi GRB baru ini mengeluarkan tenaga dalam jangka masa yang panjang, lebih dari 10,000 saat dan bukannya 100 saat yang biasa. Kerana tersebar, lebih sulit untuk dilihat, dan hanya sejak Swift dilancarkan, kita memiliki kemampuan untuk membangun gambar GBS di seluruh langit. Untuk mengesan jenis baru ini, anda harus menambahkan semua cahaya dalam jangka masa yang panjang. "
Levan adalah ahli astronomi di University of Warwick di Coventry, England.
Dia menambah bahawa GRB jangka panjang ini mungkin lebih biasa pada masa lalu Universe.
Secara tradisinya, ahli astronomi telah mengenali dua jenis GRB: pendek dan panjang, berdasarkan jangka masa isyarat sinar gamma. Letupan pendek berlangsung dua saat atau kurang dan dianggap mewakili penggabungan objek padat dalam sistem binari, dengan kemungkinan suspek adalah bintang neutron dan lubang hitam. GRB yang panjang boleh berlangsung dari beberapa saat hingga beberapa minit, dengan jangka masa yang khas jatuh antara 20 hingga 50 saat. Kejadian ini dianggap berkaitan dengan kejatuhan bintang berkali-kali jisim Matahari dan kelahiran lubang hitam yang baru.
"Ini adalah proses yang sangat rawak dan setiap GRB kelihatan sangat berbeza," kata Levan semasa taklimat. “Mereka semua memiliki jangka waktu yang lama dan bertenaga. Ia akan mengambil sampel yang jauh lebih besar untuk melihat apakah jenis baru ini mempunyai lebih banyak kerumitan daripada semburan sinar gamma biasa. "
Semua GRB menghasilkan jet berkuasa yang mendorong bahan pada hampir kelajuan cahaya ke arah yang bertentangan. Semasa mereka berinteraksi dengan jirim di dalam dan di sekitar bintang, jet menghasilkan lonjakan cahaya tenaga tinggi.
Gendre dan rakan-rakannya membuat kajian terperinci mengenai GRB 111209A, yang meletus pada 9 Disember 2011, dengan menggunakan data sinar gamma dari instrumen Konus pada kapal angkasa Angin NASA, pemerhatian sinar-X dari Swift dan satelit XMM-Newton milik Badan Angkasa Eropah , dan data optik dari balai cerap robot TAROT di La Silla, Chile. Meletup 7 jam adalah GRB jangka masa terpanjang yang pernah direkodkan.
Acara lain, GRB 101225A, meletup pada 25 Disember 2010 dan menghasilkan pelepasan tenaga tinggi sekurang-kurangnya dua jam. Kemudian dijuluki "Krismas pecah", jarak acara tidak diketahui, yang menyebabkan dua pasukan tiba pada interpretasi fizikal yang berbeza. Satu kumpulan menyimpulkan letupan itu disebabkan oleh asteroid atau komet jatuh ke bintang neutron di galaksi kita sendiri. Pasukan lain menentukan bahawa ledakan itu adalah hasil dari peristiwa penggabungan dalam sistem binari eksotik yang terletak kira-kira 3.5 bilion tahun cahaya.
"Kami sekarang tahu bahawa ledakan Krismas terjadi jauh lebih jauh, lebih dari separuh jalan di seluruh alam semesta yang dapat dilihat, dan akibatnya jauh lebih kuat daripada yang dibayangkan oleh para penyelidik ini," kata Levan.
Dengan menggunakan Teleskop Utara Gemini di Hawaii, Levan dan pasukannya memperoleh spektrum galaksi samar yang menjadi tuan rumah ledakan Krismas. Ini membolehkan para saintis mengenal pasti garis pelepasan oksigen dan hidrogen dan menentukan sejauh mana garis-garis ini dipindahkan ke tenaga yang lebih rendah berbanding dengan penampilan mereka di makmal. Perbezaan ini, yang diketahui oleh ahli astronomi sebagai pergeseran merah, meletakkan letupan kira-kira 7 bilion tahun cahaya.
Pasukan Levan juga meneliti 111209A dan ledakan 121027A yang lebih baru, yang meletup pada 27 Oktober 2012. Semua menunjukkan pancaran sinar-X, ultraviolet dan optik yang serupa dan semuanya muncul dari kawasan tengah galaksi padat yang secara aktif membentuk bintang. Ahli astronomi telah menyimpulkan bahawa ketiga-tiga GRB merupakan jenis GRB baru, yang mereka sebut sebagai ledakan "ultra-panjang".
"GRB ultra panjang timbul dari bintang yang sangat besar," kata Levan, "mungkin sebesar orbit Musytari. Kerana bahan yang jatuh ke lubang hitam dari pinggir bintang lebih jauh jatuh maka lebih lama untuk sampai ke sana. Kerana memerlukan waktu lebih lama untuk sampai ke sana, ia menggerakkan jet untuk waktu yang lebih lama, memberikannya waktu untuk keluar dari bintang. "
Levan mengatakan bahawa bintang Wolf-Rayet paling sesuai dengan keterangannya. "Mereka dilahirkan dengan lebih dari 25 kali jisim Matahari, tetapi mereka terbakar begitu panas sehingga mereka mengeluarkan lapisan hidrogen yang paling dalam dan paling luar sebagai aliran keluar yang kita sebut angin bintang," katanya. Melucutkan atmosfer bintang meninggalkan objek yang cukup besar untuk membentuk lubang hitam tetapi cukup kecil untuk jet zarah menggerudi sepanjang masa pada masa khas GRB panjang
John Graham dan Andrew Fruchter, kedua-dua ahli astronomi di Institut Sains Teleskop Angkasa di Baltimore, memberikan perincian bahawa supergiant biru ini mengandungi jumlah unsur yang agak sederhana lebih berat daripada helium, yang disebut oleh para astronom sebagai logam. Ini sangat sesuai dengan teka-teki teka-teki, bahawa GRB ultra panjang ini nampaknya mempunyai pilihan intrinsik yang kuat untuk persekitaran logam rendah yang hanya mengandungi banyak unsur selain hidrogen dan helium.
"GRB jangka panjang logam tinggi ada tetapi jarang berlaku," kata Graham. "Mereka berlaku pada sekitar 1/25 kadar (per unit pembentukan bintang) dari peristiwa logam rendah. Ini adalah berita baik bagi kita di Bumi, kerana kemungkinan GRB jenis ini keluar di galaksi kita jauh lebih sedikit daripada yang difikirkan sebelumnya. "
Ahli astronomi membincangkan penemuan mereka pada Selasa di Huntsville Gamma-ray Burst Symposium 2013 di Nashville, Tenn., Sebuah pertemuan yang ditaja sebahagiannya oleh University of Alabama di Huntsville dan NASA's Swift and Fermi Gamma-ray Space Telescope Space. Penemuan Gendre muncul dalam edisi 20 Mac The Astrophysical Journal.
Kertas: "Ledakan Sinar Gamma-Ultra Panjang 111209A: Keruntuhan Supergiant Biru?" B. Genre et al.
Kertas: "The Metal Aversion of LGRBs." J. F. Graham dan A. S. Fruchter.
Sumber: Teleconference, NASA, University of Warwick, CNRS
