Český robotický teleskop FRAM objevil unikátní optický protějšek záblesku gama

Michael Prouza, Jiří Grygar,  Petr Kubánek, René Hudec, 23. ledna 2006

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. V tuto chvíli je v provozu 18 fluorescenčních detektorů a 900 pozemních 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. Plný provoz se očekává v roce 2007. v Argentině, objevil v úterý 17. ledna v 7:52 h středoevropského času velmi jasný optický protějšek záblesku záření gama.

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 neznámé povahy v oboru gama. Dnes je jasné, že bude existovat více mechanismů 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 nebo o další, dosud neznámé mechanismy..

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 Automatic 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 cca 3 M_S (Landauova-Oppenheimerova-Volkoffova mez). Typický průměr neutronové hvězdy je v řádu desítek kilometrů, průměrná hustota 10¹¹ 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 Automatic 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)

Bonus: Animace „Splynutí dvou neutronových hvězd“

Splynutí dvou neutronových hvězd. Jedním z uvažovaných mechanizmů vzniku gama záblesků je splynutí dvou neutronových hvězd. Jejich spojením vzniká černá díra. Tento proces doprovází krátký záblesk v oboru gama. Trvání tohoto druhu záblesků by mělo být řádově v milisekundách a měly by mít minimální optický dosvit. Patřit by mezi ně mohl například záblesk GRB 050509b z 9. května 2005, který byl pozorován gama observatoří 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 Automatic 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. a následně dalšími dalekohledy včetně pozemských. Záblesk trval pouhých 30 milisekund a byl pozorován cca 5 minut dlouhý dosvit pouze v RTG oboru. Zdroj: NASA, 2005.

Odkazy