Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 3 – vyšlo 23. ledna, ročník 4 (2006) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

3/2006

Český robotický teleskop FRAM objevil optický protějšek záblesku gama

Michael Prouza, Jiří Grygar, Petr Kubánek, René Hudec

Český robotický teleskop FRAMFRAM – Fotometric Robotic Atmospheric Monitor, malý robotický dalekohled vyvinutý v České republice. Průměr zrcadla má 20 cm, ohniskovou vzdálenost 3 m. V projektu Pierre Auger slouží k určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd., který je součástí mezinárodní observatoře Pierra AugeraPierre Auger – dosud největší projekt pro sledování kosmického záření, pojmenovaný podle objevitele spršek kosmického záření. Observatoř tvoří celkem 24 fluorescenčních detektorů a 1 600 Čerenkovových detekčních stanic pokrývajících území 3 000 km². Jako vhodné místo byla zvolena Argentina, oblast Pampa Amarilla, což je polovyprahlá planina v blízkosti města Malaragüe. Do projektu, jehož realizace započala v roce 2005, je zapojena i Česká republika. Observatoř je v plném provozu od roku 2007. V původním projektu se uvažovalo i o observatoři na severní polokouli, ta se ale z finančních důvodů nerealizovala. v Argentině, objevil v úterý 17. ledna v 7:52 h středoevropského času velmi jasný optický protějšek záblesku záření gama.

GRB – Gamma Ray Bursts, záblesky gama. Náhlá vzplanutí různé povahy v oboru gama. Dnes je jasné, že bude existovat více mechanizmů vzplanutí gama, která jsou pozorována jak v kosmologických vzdálenostech, tak přímo v naší Galaxii. K zábleskům gama dochází přibližně jednou denně a mají trvání od několika milisekund po několik stovek sekund. Může jít o vznik černé díry, splynutí dvou neutronových hvězd, procesy v aktivních jádrech galaxií nebo o další, dosud neznámé mechanizmy. SWIFT – The Swift Gamma-Ray Burst Explorer. Gama observatoř NASA, která byla vynesena na nízkou oběžnou dráhu 20. 11. 2004 pomocí nosné rakety DELTA 7320. Družice je především určena pro pozorování záblesků gama. Řádově sekundy po detekci záblesku je schopna předat data o poloze po­zem­ským observatořím, které mohou zkoumat dosvit záblesku a hledat případný optický protějšek. Hlavní přístroj BAT (Burst Alert Telescope) v oboru 15÷150 keV je doplněn RTG dalekohledem XRT (X-Ray Telescope) v oboru 0,3÷10 keV a UV/V dalekohledem UVOT (UV/Optical Telescope) v oboru 170÷650 nm. Pierre Auger – dosud největší projekt pro sledování kosmického záření, pojmenovaný podle objevitele spršek kosmického záření. Observatoř tvoří celkem 24 fluorescenčních detektorů a 1 600 Čerenkovových detekčních stanic pokrývajících území 3 000 km2. Jako vhodné místo byla zvolena Argentina, oblast Pampa Amarilla, což je polovyprahlá planina v blízkosti města Malaragüe. Do projektu, jehož realizace započala v roce 2005, je zapojena i Česká republika. Observatoř je v plném provozu od roku 2007. V původním projektu se uvažovalo i o observatoři na severní polokouli, ta se ale z finančních důvodů nerealizovala. Kosmické záření – proud částic nejrůznějšího původu přilétající z vesmíru. Při interakci s atmosférou vzniká sprška milionů i miliard částic. Nejenergetičtější částice kosmického záření, které se dosud podařilo detekovat, mají energie až 1020 eV. Sprška z takové částice zasáhne na zemském povrchu mnoho desítek km2. Tak energetická částice se objeví přibližně jednou za sto let. Kosmické záření je majoritním zdrojem antihmoty na naší planetě. Může vznikat v supernovách, pulzarech, aktivních galaktických jádrech, atd. Naprostá většina částic kosmického záření, okolo 88 %, jsou protony, přibližně 10 % jsou jádra hélia (alfa záření), 1 % elektrony a pozitrony a 1 % těžké prvky. Kosmické záření má naprosto nejširší spektrum energií ze všech dodnes známých jevů. Mnohé částice, které se dnes vědci pokoušejí nalézt v moderních urychlovačích, se mohou nacházet právě v kosmickém záření. Kosmické záření bylo objeveno v roce 1912 rakouským fyzikem Victorem Hessem při balónových experimentech ve výšce až 5 300 metrů. S rostoucí výškou stoupala ionizace atmosféry, a tím byl prokázán kosmický původ záření. Za objev získal Hess v roce 1936 Nobelovu cenu za fyziku.

Observatoř Pierra Augera je největším existujícím detektorem kosmického záření na světě. Dalekohled FRAMFRAM – Fotometric Robotic Atmospheric Monitor, malý robotický dalekohled vyvinutý v České republice. Průměr zrcadla má 20 cm, ohniskovou vzdálenost 3 m. V projektu Pierre Auger slouží k určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd., který zkonstruovali čeští vědci z Fyzikálního ústavu AV ČR ve spolupráci se svými kolegy z Astronomického ústavu AV ČR, slouží v jejím rámci pro určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd. FRAMFRAM – Fotometric Robotic Atmospheric Monitor, malý robotický dalekohled vyvinutý v České republice. Průměr zrcadla má 20 cm, ohniskovou vzdálenost 3 m. V projektu Pierre Auger slouží k určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd. byl uveden do vědeckého provozu teprve v prosinci loňského roku a svůj první významný úspěch zaznamenal na poněkud nečekaném poli – v rámci svého doplňkového programu, kterým je sledování optických jevů provázejících záblesky gamaGRB – Gamma Ray Bursts, záblesky gama. Náhlá vzplanutí různé povahy v oboru gama. Dnes je jasné, že bude existovat více mechanizmů vzplanutí gama, která jsou pozorována jak v kosmologických vzdálenostech, tak přímo v naší Galaxii. K zábleskům gama dochází přibližně jednou denně a mají trvání od několika milisekund po několik stovek sekund. Může jít o vznik černé díry, splynutí dvou neutronových hvězd, procesy v aktivních jádrech galaxií nebo o další, dosud neznámé mechanizmy..

Malý robotický dalekohled FRAM, součást observatoře Pierra Augera.
Zdroj: Pierre Auger Monthly Report, Nov. 2005.

FRAMFRAM – Fotometric Robotic Atmospheric Monitor, malý robotický dalekohled vyvinutý v České republice. Průměr zrcadla má 20 cm, ohniskovou vzdálenost 3 m. V projektu Pierre Auger slouží k určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd. pořídil první snímek takového optického protějšku pouhých 124 sekund poté, co byl umělou družicí SWIFTSWIFT – The Swift Gamma-Ray Burst Explorer. Gama observatoř NASA, která byla vynesena na nízkou oběžnou dráhu 20. 11. 2004 pomocí nosné rakety DELTA 7320. Družice je především určena pro pozorování záblesků gama. Řádově sekundy po detekci záblesku je schopna předat data o poloze po­zem­ským observatořím, které mohou zkoumat dosvit záblesku a hledat případný optický protějšek. Hlavní přístroj BAT (Burst Alert Telescope) v oboru 15÷150 keV je doplněn RTG dalekohledem XRT (X-Ray Telescope) v oboru 0,3÷10 keV a UV/V dalekohledem UVOT (UV/Optical Telescope) v oboru 170÷650 nm. zaznamenán na jižní obloze v souhvězdí Indiána záblesk gama s označením GRB060117. V daném případě šlo o poměrně dlouhý a velmi intenzivní záblesk gama, který trval téměř 25 sekund.

Záblesky záření gama jsou projevem nejenergetičtějších známých explozí ve vesmíru. Zdroje těchto záblesků jsou pro nás stále záhadou, i když v posledním desetiletí se podařilo dosáhnout v jejich poznání značného pokroku. Víme už jistě, že se tyto zdroje nacházejí mimo naši Galaxii, ve vzdálenostech miliard světelných roků od Země. To je pro lidstvo jen dobře, neboť kdyby k výbuchu došlo poblíž Slunce, uvnitř našeho galaktického systému, zanikl by pod vlivem neobyčejně intenzivního záření veškerý život na Zemi.

V současné době rozdělujeme záblesky záření gama na dva různé typy podle délky jejich trvání – na krátké (trvání do 2 s) a dlouhé. Většina vědců soudí, že krátké záblesky vznikají při splynutí dvou neutronových hvězdNeutronová hvězda – těleso tvořené degenerovaným neutronovým plynem o hmotnosti menší než přibližně 2,2 až 3 M_S (Tolmanova-Oppenheimerova-Volkoffova mez). Typický průměr neutronové hvězdy je v řádu desítek kilometrů, průměrná hustota 10¹⁷ kg m⁻³ dosahuje hodnot hustoty atomového jádra. Neutronové hvězdy vznikají při gravitačním kolapsu velmi hmotných červených veleobrů, při výbuchu supernovy typu II. Obrovský tlak způsobuje „vtlačení“ elektronů do protonů za vzniku neutronů a neutrin. Neutronové hvězdy byly teoreticky předpovězeny ve 30. letech 20. století.. Naproti tomu dlouhé záblesky jsou důsledkem katastrofického zániku obřích hvězd s hmotnostmi alespoň 40-krát většími, než je hmotnost Slunce – tzv. kolapsarů.

Pro rozšifrování původu jakéhokoliv typu záblesků záření gama jsou nesmírně důležitá pozorování i v jiných spektrálních oborech, ať již v oblasti rentgenového, viditelného či rádiového záření, neboť jedině tím lze o záblesku získat další informace či dokonce identifikovat jeho mateřskou galaxii, a tak určit jeho vzdálenost.

V současné době již známe několik desítek optických dosvitů záblesků gama. V případě pozorování FRAMuFRAM – Fotometric Robotic Atmospheric Monitor, malý robotický dalekohled vyvinutý v České republice. Průměr zrcadla má 20 cm, ohniskovou vzdálenost 3 m. V projektu Pierre Auger slouží k určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd. se však jedná o první plně robotické pozorování, pořízené dalekohledem zkonstruovaným v České republice. Hned napoprvé si FRAMFRAM – Fotometric Robotic Atmospheric Monitor, malý robotický dalekohled vyvinutý v České republice. Průměr zrcadla má 20 cm, ohniskovou vzdálenost 3 m. V projektu Pierre Auger slouží k určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd. vedl skutečně znamenitě, protože jde o pozorování mnohem vzácnějšího jevu – optického protějšku záblesku gama. Optické dosvity trvají dny až týdny a vznikají při průchodu rázové vlny po explozi supernovy mezihvězdným prostředím. Naproti tomu optický protějšek je patrně vzácným průvodním jevem vlastního záblesku gama a ty dosud známé lze spočítat na prstech jedné ruky. Podle předběžné analýzy je dokonce optický protějšek detekovaný FRAMemFRAM – Fotometric Robotic Atmospheric Monitor, malý robotický dalekohled vyvinutý v České republice. Průměr zrcadla má 20 cm, ohniskovou vzdálenost 3 m. V projektu Pierre Auger slouží k určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd. ten relativně vůbec nejjasnější!

Podle první analýzy dat z družice SWIFTSWIFT – The Swift Gamma-Ray Burst Explorer. Gama observatoř NASA, která byla vynesena na nízkou oběžnou dráhu 20. 11. 2004 pomocí nosné rakety DELTA 7320. Družice je především určena pro pozorování záblesků gama. Řádově sekundy po detekci záblesku je schopna předat data o poloze po­zem­ským observatořím, které mohou zkoumat dosvit záblesku a hledat případný optický protějšek. Hlavní přístroj BAT (Burst Alert Telescope) v oboru 15÷150 keV je doplněn RTG dalekohledem XRT (X-Ray Telescope) v oboru 0,3÷10 keV a UV/V dalekohledem UVOT (UV/Optical Telescope) v oboru 170÷650 nm. se zdá, že tato gigantická exploze se ve skutečnosti odehrála v obrovské vzdálenosti od Země před téměř 9 miliardami let, tedy v době, kdy sluneční soustava ještě vůbec neexistovala.

FRAMFRAM – Fotometric Robotic Atmospheric Monitor, malý robotický dalekohled vyvinutý v České republice. Průměr zrcadla má 20 cm, ohniskovou vzdálenost 3 m. V projektu Pierre Auger slouží k určování průzračnosti atmosféry pomocí měření jasností hvězd. pořídil celkem sedm snímků, na kterých je optický protějšek dobře patrný nejprve jako bod zhruba padesátkrát slabší než nejslabší hvězdy viditelné pouhým okem, avšak během dalších dvou minut zeslábl více než desetkrát a zmizel z dosahu přístroje.

Klepnutím získáte animaci optického protějšku GRB060117 (gif, 1 MB)

Odkazy