Заедно с голям международен екип учените Алберто Кастелон, Карлос Перес дел Пулгар и Ирен М. Караско са съавтори на това изследване, публикувано в списанието Природата

проучване

Концепцията на художника за звезден колапс./IAA-CSIC

Изблиците на гама лъчи (GRB) са кратки, внезапни и изключително мощни космически изблици, произведени от колапса на масивни звезди или сливането на неутронни звезди в далечни галактики. Те започват с много интензивна първоначална светкавица, която варира по продължителност от част от секундата до стотици секунди, последвана от по-малко ярко последващо сияние в широк диапазон от дължини на вълните, което избледнява с времето. Първият GRB, открит от телескопите MAGIC, наречен GRB 190114C, разкрива за първи път най-енергийните фотони, открити в тези събития.

Фотоните, открити от MAGIC, са в обхвата на тераелектронволта (TeV) и са трилион пъти по-енергични от тези на видимата светлина. Теоретичните изследвания прогнозираха, че GRB са производители на TeV фотони и това откриване кулминира десетилетия на търсене. "След повече от петдесет години от откриването на GRB, много от основните им аспекти остават неизвестни - посочва Размик Мирзоян, говорител на сътрудничеството на MAGIC -. Откриването на емисията на GRB 190114C в новия прозорец на TeV показва, че гама лъчът изблиците са дори по-мощни, отколкото се смяташе досега. Огромното количество нови данни, получени от MAGIC и обширните последващи наблюдения с много вълни с различни инструменти предлагат ценни улики за разкриване на някои от неизвестните, свързани с физическите процеси, свързани с GRBs ".

Откриване с телескопи MAGIC

На 14 януари 2019 г. космическите спътници Бързо Y. Ферми независимо открива взрива на GRB 190114C. За двадесет и две секунди нейните координати в небето бяха разпространени чрез електронен сигнал до астрономите по целия свят, включително MAGIC сътрудничество, което управлява два телескопа с диаметър седемнадесет метра, разположени на Ла Палма.

Телескопите MAGIC, известни с възможностите си за бързо насочване, започнаха да наблюдават GRB само петдесет секунди след старта. Анализът на данните, получени през първите десетки секунди, направи това събитие най-яркият източник на фотони в обхвата на тераелектронволта (TeV). Тъй като в последващото сияние на GRB, изследвани при по-ниски енергии, емисията бързо избледнява с течение на времето и половин час по-късно изчезва.

Енергийното ниво, открито от MAGIC, е много над това, което може да допринесе синхротронното лъчение, отговорно за емисията, наблюдавано при по-ниски енергии в предишни изблици и което се произвежда от електрони, движещи се със скорости, близки до тази на светлината в присъствието на магнитни полета.

Тези нови резултати предполагат, че най-вероятният произход на емисията в тераелектронволта е така нареченият процес Обратен комптон, където популация от фотони значително повишава енергията си при сблъсък с високо енергийни електрони.

Многовълнови наблюдения: Избухналата среда

След внимателна проверка на предварителните данни, сътрудничеството на MAGIC обяви недвусмисленото откриване на TeV фотони пред научната общност, улеснявайки обширна кампания от наблюдения на множество дължини на вълните.

Изследователи от IAA-CSIC участваха в кампанията за наблюдение на събитието с най-големия оптичен телескоп на планетата Gran Telescopio Canarias (GTC) на остров Ла Палма. "Оптичните данни, получени от GTC часове след откриването, ни позволиха да определим разстоянието, на което се е случила експлозията, около четири хиляди и петстотин милиона светлинни години", казва Алберто Дж. Кастро-Тирадо, изследовател от групата на ARAE. IAA-CSIC, участвал в кампанията за наблюдение с GTC и който координира телескопската мрежа BOOTES, в който участват и изследователите на UMA Карлос Перес дел Пулгар, Алберто Кастелон и Ирен Караско, които също са получили изображения на събитието; по-специално единственото едновременно изображение, обхващащо района на небето, откъдето идва високоенергийната емисия, от станцията BOOTES-2 на Института за субтропично и средиземноморско градинарство "La Mayora" (UMA-CSIC) в Алгарборо Коста (Малага).

В допълнение, благодарение на богат набор от данни, изследователите на IAA са предоставили изчерпателен преглед на средата, в която е възникнала GRB. „Обединихме данни от някои от най-мощните обсерватории в света, като например космически телескоп Хъбъл, на Много голям телескоп (VLT) и ALMA - най-големият радиотелескоп в света - за да обяснят радиацията, наблюдавана от MAGIC, и да проверят дали излъчването на такива енергийни фотони в този GRB е свързано със средата на звездата, която при срутване е причинила експлозията ", посочва Антонио де Угарте, изследовател от групата HETH на IAA-CSIC, който координира второ проучване.

По този начин тази група изследователи успя да определи, че GRB е възникнал в централния регион на галактика, която е в процес на взаимодействие с друга галактика, която е малко по-голяма и много близка, процес, който предизвиква интензивни изблици на формиране на звезди. Не само, че галактиката-гостоприемник към GRB е по-масивна от обичайното при тези явления, но и непосредствената среда на колабиращата звезда също е по-плътна от тази на този тип избухване средно. „Трябва да проучим системата още по-подробно, но такава гъста среда би могла да бъде от решаващо значение при производството на ултраенергийните фотони, открити с MAGIC. Надяваме се да успеем да потвърдим това в следващите проучвания, по които работим ”, посочва Кристина Тьоне, изследовател в групата HETH на Андалуския институт по астрофизика, която участва в публикуваните днес статии.

Резултатите от това изследване са публикувани в списание Nature, статия, в която учените от UMA Алберто Кастелон от отдела по алгебра, геометрия и топология и Карлос Перес дел Пулгар от системното инженерство и автоматизация, в допълнение към Ирен М. Караско, от Института за астрофизика на Андалусия, са съавтори, заедно с голям международен екип.