Astronómovia pozorovali satelitom NASA Swift a ďalekohľadmi na zemskom povrchu výbuch supermasívnej hviezdy, ktorý sa odohral v dobe, keď mal vesmír 630 miliónov rokov, čo je menej ako päť percent jeho dnešného veku. Vzhľadom na konečnú rýchlosť šírenia svetla je to aj najvzdialenejší objekt, aký poznáme.
Satelit Swift je na orbite od novembra 2004. Vyvinuli ho vedci a technici z USA, Veľkej Británie a Talianska a prevádzkuje ho NASA. Ide o robotické observatórium.
Hlavnými palubnými prístrojmi sú tri detektory, ktoré zachytávajú fotóny žiarenia gama, röntgenové a napokon ultrafialové/optické. Využíva sa najmä na sledovanie zábleskov žiarenia gama (gamma-ray bursts, GRBs) a ich dosvitu v spomenutých menej energetických pásmach svetla.
Vrtký satelit
Keďže GRB sú veľmi rýchle javy (ich gama fáza zvyčajne trvá sekundy), Swift je vybavený tak, aby okamžite zamieril ostatné detektory tam, kde monitorovací gama detektor, ktorý pokrýva značný úsek oblohy, zachytí GRB. Názov Swift preto nie je skratka, ale prívlastok, odrážajúci realitu: toto anglické slovo znamená aj „vrtký" či „svižný".
Satelit sa nasmeruje na GRB a meria jeho gama, röntgenové a ultrafialové či optické žiarenie, výrazne pri tom spresní polohu javu a správu okamžite vyšle na Zem, aby väčšie ďalekohľady s lepším rozlíšením mohli sledovať dosvit javu v optickom, prípadne aj v infračervenom či rádiovom pásme.
Práve podrobnosti zistené väčšími ďalekohľadmi pri pozorovaniach dosvitov totiž poskytujú potrebné stopy, umožňujúce odhaliť zdroje GRB. Zdá sa, že ide o viac typov objektov, ale prevažujú hypernovy, katastrofické výbuchy supermasívnych hviezd, pri ktorých sa ich najvnútornejšie oblasti zrútia do stavu čiernej diery. Počas javu nastanú dva výtrysky hmoty do opačných smerov - ak jeden z nich smeruje k Zemi, zaznamenáme GRB.
Satelit Swift a jeho tri hlavné prístroje: detektor BAT (Burst Alert Telescope - Ďalekohľad upozorňujúci na záblesk, pre žiarenie gama) s veľkým zorným poľom a detektory XRT (X-ray Telescope - Röntgenový dalekohľad) a UVOT (Ultraviolet/Optical Telescope - Ultrafialový/optický ďalekohľad) s menším zorným poľom.
Ilustrácia: NASA
Umelecká vízia satelitu Swift na orbite, ako pozoruje GRB...
Ilustrácia: NASA
...a podrobnejší pohľad maliara na GRB.
Ilustrácia: ESO/A. Roquette
Chýbajúce optické svetlo
Taký sled udalostí sa odohral aj pred necelým týždňom, 23. apríla 2009. Swift zachytil približne desaťsekundový GRB. Premietal sa do súhvezdia Leva a podľa dátumu dostal názov GRB 090423. Satelit pozoroval dosvit v röntgenovom žiarení, no nijaký v optickom svetle - to „naznačovalo, že zdroj by mohol byť veľmi ďaleko", povedal člen tímu satelitu Swift Edo Berger z Harvardovej univerzity v Cambridge (štát Massachusetts, USA).
Za určitou vzdialenosťou totiž rozpínanie vesmíru posúva všetko optické svetlo zdroja k väčším vlnovým dĺžkam, do oblasti infračerveného žiarenia. To isté platí aj pre ultrafialové svetlo zdroja, ktoré by sme teda mali vidieť ako optické. Ultrafialové svetlo je však osobitne citlivé na pohlcovanie medzihviezdnou a medzigalaktickou látkou.
Takže ak ho nevidíme, zdroj je tak ďaleko, že všetko jeho ultrafialové svetlo sa cestou k nám pohltilo. Hlavným aktérom je vodík. Toho bolo v medzihviezdnom a medzigalaktickom priestore v minulosti viac. Väčšie pohlcovanie teda znamená hlbšiu minulosť, a to zasa vzhľadom na konečnú rýchlosť šírenia svetla väčšiu vzdialenosť.
Aprílový rekordman
Vedci z tímu Swiftu ako zvyčajne hneď zalarmovali kolegov pri ďalekohľadoch na zemskom povrchu. Do troch hodín zachytili ďalekohľady UKIRT (United Kingdom Infrared Telescope, Britský infračervený ďalekohľad) a Gemini North na Havaji (Gemini North má južného "blíženca" v Čile) infračervený dosvit záblesku. Práve snímky z druhého prístroja priniesli senzáciu: dosvit bolo vidno v oblasti väčších infračervených vlnových dĺžok, no nie v oblasti kratších okolo 1 mikrónu čiže milióntiny metra. Tím pri UKIRT viedol Nial Tanvir z Leicesterskej univerzity (Veľká Británia), tím pri Gemini North Derek Fox z Pennsylvánskej štátnej univerzity v University Park (USA).
Slabnúci infračervený dosvit GRB 090423 (v strede krúžku) na snímke získanej ďalekohľadom Gemini North na havajskom observatóriu Mauna Kea.
Foto: Gemini Observatory/NSF/AURA/D. Fox, A. Cucchiara (Pennsylvania State University) and E. Berger (Harvard University)
Z tohto rozdielu astronómom vyšla vzdialenosť približne 13 miliárd svetelných rokov (1 svetelný rok = 9,46 bilióna kilometrov). Nový rekord! Prirodzene upútal pozornosť ďalších astronómov, konkrétne pri talianskom Galileovom národnom ďalekohľade na Kanárskych ostrovoch a pri jednom zo štyroch zložiek VLT (Very Large Telescope, Veľmi veľký ďalekohľad) na Európskom južnom observatóriu v Čile: záber získaný 17 hodín po záblesku napokon upresnil vzdialenosť GRB 090423 na 13,035 miliardy svetelných rokov! „Galileovský" tím viedol Guido Chincarini z Milánskej univerzity (Taliansko), tím pracujúci s VLT už spomenutý Nial Tanvir.
„Neuveriteľná vzdialenosť tohto záblesku prekonala naše najväčšie očakávania - bol to skutočne záblesk z najhlbšej minulosti," povedal Neil Gehrels z Goddardovho strediska pre kozmické lety NASA v Greenbelte (štát Maryland, USA), šéf tímu satelitu Swift.
GRB s dĺžkou gama fázy nad dve sekundy predstavujú katastrofický výbuch supermasívnej hviezdy na konci jej existencie ako dlhodobo stabilne žiariaceho telesa (základnou príčinou je vyčerpanie disponibilného termojadrového paliva v jej stredových oblastiach). Táto animácia znázorňuje predstavu astrofyzikov, že výbuch sprevádzajú dva mohutné výtrysky častíc a žiarenia gama z kolabujúceho stredu hviezdy do opačných smerov.
GRB 090423 signalizoval „smrť" supermasívnej hviezdy, ktorá patrila k celkom prvým hviezdnym generáciám vo vesmíre. Hviezdy totiž podľa aktuálneho konsenzu kozmológov začali vznikať 200 až 400 miliónov rokov po veľkom tresku. Doterajším vzdialenostným rekordmanom v rámci gama zábleskov bol GRB 080913 zo septembra 2008, ktorý sa odohral o 190 miliónov svetelných rokov bližšie k nám a tým i neskoršie v čase ako nový rekordman GRB 090423. Ten prebral primát najvzdialenejšieho známeho vesmírneho objektu od istej galaxie.
Hlavné zdroje: Komuniké NASA a European Southern Observatory z 28. apríla 2009.
