Megfejtették a sötét gammavillanások titkát

A gammakitörések (Gamma-Ray Bursts, GRB-k) az univerzum legnagyobb energiájú eseményei, melyek hosszúsága néhány másodperctől néhány percig tart. Keletkezésük magyarázata még nem száz százalékban tisztázott, de a csillagászok úgy vélik, hogy a hosszabb GRB-k forrásai extrém nagy szupernóva-robbanások (ún. hipernóvák), az ezeknél is nagyobb energiájú (néhány másodpercig tartó) gammavillanásokéi pedig összeolvadó neutroncsillagok vagy fekete lyukak.

A kilencvenes évek végén fedezték fel, hogy a nagyenergiájú tartományban detektált felvillanásokat követően a hosszabb hullámhosszakon is érzékelhető sugárzás, ún. utófénylés érkezik a GRB-k irányából, így azóta célzottan próbálják rögzíteni az utólag érkező fotonokat. Ebben a kutatásban a 2004 óta üzemelő Swift-űrtávcső az egyik leghatékonyabb eszköz, mely egy adott GRB detektálását követően egyrészt saját röntgen- és optikai detektorát is a felvillanás irányába fordítja, másrészt azonnal jelet küld a földi észlelőhálózatban szereplő távcsöveknek, melyek szintén megkezdik a hosszabb hullámhosszakon történő vizsgálódást.

Az elmúlt években vizsgált GRB-k statisztikái alapján röntgen-utófénylést minden esetben sikerült detektálni, ugyanakkor a látható tartományban csak az esetek felénél volt utólagosan észlelhető sugárzás. Az utóbbi jelenséget nem mutató gammakitöréseket a szakemberek a sötét GRB-k csoportjába sorolták, melyek tulajdonságait illetően több elképzelés is született.
Egyes kutatók szerint egy valóban különálló alcsoportról van szó, mások szerint a sötét GRB-k képviselik a legtávolabbi ilyen jellegű eseményeket, míg egy harmadik elmélet szerint a Föld és a megfigyelt GRB közötti térrészben lévő csillagközi por fénygyengítő hatásának mértéke dönti el, látunk-e utófénylést a vizuális tartományban, vagy sem.

Egy nemrég elfogadott tanulmányban közölt eredmények az utóbbi állítást támasztják alá. J. Greiner (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Németország) és munkatársai az Európai Déli Obszervatórium La Silla-ban (Chile) lévő, 2,2 méteres távcsövére szerelt Gamma-Ray burst Optical and Near-infrared Detector műszer segítségével vizsgálták 39 gammakitörés utófényléseit, hogy a rejtély végére járjanak. A GROND detektor nagy előnye, hogy hét szűrőjének felhasználásával a megfigyelések lefedték a teljes optikai és közel-infravörös tartományt - ezeket az adatokat pedig a Swift röntgenméréseivel is kiegészítették.

Az így kapott adatsorokból a kutatók előállították a GRB-k spektrális energiaeloszlásait, melyek segítségével közelítő becslést lehetett tenni az adott irányban lévő csillagközi por mennyiségére is (vagyis arra, hogy a felénk jövő fotonoknak nagyjából mennyi por- és gázanyagon kellett áthatolniuk, mire elértek hozzánk). A vizsgált GRB-minta nagyjából fele tartozott a sötét GRB-k közé, és ezek esetében egyértelműen kimutatható volt, hogy a vizuális tartományban várt utófénylés hiánya (vagyon nagyon gyenge érzékelése) a fényútba eső csillagközi por nagyobb mennyiségével áll kapcsolatban.