Vanhin koskaan havaittu gammasäteilypurske oli vain pala avaruusromua

GN-z11-galaksi, jonka tiedemiehet uskovat voivansa olla kauimpana ja vanhin havaittu galaksi, on COODS-North-tutkimuksen kuvan päällä. (Kuva: NASA, ESA, P.Oesch (Yalen yliopisto), G.Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yalen yliopisto) ja G. Illingworth (Kalifornian yliopisto, Santa Cruz))

Joskus salama on vain sattuma.

Signaali, jonka tiedemiehet uskoivat ensin olevan uraauurtava löytö maailmankaikkeuden vanhimmasta tunnetusta galaksista peräisin olevasta gammasäteilystä, oli itse asiassa heijastunut auringonvalosta Maan kiertoradan kuluneesta rakettivaiheesta.

Pettymys johtopäätös tulee puolalaisten tiedemiesten ryhmästä, joka kävi keskustelua useiden ryhmien kanssa yhden Keck -teleskoopin Havaijilla vuonna 2017 tekemän havainnollisen havainnon alkuperästä. verrattuna erittäin harvinaiseen gammasäteilyn purskeeseen, puolalainen joukkue onnistui jäljittämään salaman aiheuttaneen kohteen-kuluneen Breeze-M-ylemmän vaiheen venäläisestä Proton-raketista.

'Tarkistimme laskelmamme kolmen muun julkisesti saatavilla olevan kiertoradan laskentaohjelmiston kanssa', Michal Michalowski, Puolan Adam Mickiewiczin yliopiston tähtitieteilijä ja uuden tutkimuksen pääkirjailija, kertoi guesswhozoo.comille.

Joten mitä Keck -teleskooppi tarkalleen näki ja miten on jopa mahdollista erehtyä kaikkein tehokkaimmasta valosalamasta maailmankaikkeus tapahtuu miljardien valovuoden päässä auringonvalon heijastuessa palasesta avaruusromua?

Aiheeseen liittyviä: Tähtitieteilijät havaitsevat supernovan purkautuneen gammasäteilyn

Mahdollinen havainto

Alkuperäisen havainnon takana oleva tiimi, jota johtavat Kiinan Pekingin yliopiston tutkijat, lähti tutkimaan yhtä maailmankaikkeuden vanhimmista galakseista. Tunnetaan GN-z11 , galaksi on yli 13 miljardin valovuoden päässä Maa . Tämä tarkoittaa, että teleskoopit voivat nähdä sen vain sellaisena kuin se näytti noin 420 miljoonan vuoden kuluttua alkuräjähdys , kun maailmankaikkeus oli hyvin nuori.

Ryhmä käytti MOSFIRE-nimistä lähi-infrapunaspektrografia, joka oli asennettu yhteen Keck-teleskoopista. Kuvien ottamisen sijaan spektrografi mittaa taivaankappaleen kirkkautta tietyillä valon aallonpituuksilla. Tiimi otti kolmen minuutin mittauksia GN-z11: stä, kun galaksi syttyi yhtäkkiä. Seuraavien kolmen minuutin aikana signaali kuitenkin palautui normaaliksi.

Muiden mahdollisuuksien sulkemisen jälkeen tiedemiehet päättivät, että äkillinen kirkastuminen on täytynyt olla gammasäteilyä, maailmankaikkeuden kirkkain ja energisin valonvälähdys, jonka uskotaan tuottavan massiivisten tähtien räjähdykset elämänsä lopussa. tähtitieteilijät kutsuvat supernovoja. Vain muutaman sekunnin kestävät gammasäteet purskahtavat lyhyesti kaiken muun ympäröivän maailmankaikkeuden ulkopuolelle. Mutta niiden alkuperän jäljittäminen on toistaiseksi ollut vaikeaa.

Joukkue julkaisi havaintonsa Nature Astronomy -lehdessä viime joulukuussa. Löytö tuntui isolta. Tutkijat eivät ole koskaan havainneet gammasäteilyn puhkeamista niin vanhassa galaksissa, ja sen näkeminen paljastaisi uutta tietoa varhaisesta maailmankaikkeudesta.

Liian käsittämätön

Muut tähtitieteilijät alkoivat kuitenkin pian kyseenalaistaa havaintoja, ja kaksi paperit julkaistiin maanantaina (4. lokakuuta) Nature Astronomy -lehdessä.

Yhdessä Charles Steinhardt, Tanskan Kööpenhaminan yliopiston tähtitieteen apulaisprofessori, ja hänen kollegansa väittivät, että kirkkaus johtui todennäköisesti maapallon ympäri kiertävästä esineestä eikä harvinaisen gammasäteilyn sattumasta. Syy: todennäköisyys.

-Todennäköisyys saada tällainen gammasäteily on uskomattoman pieni, noin yksi kymmenestä miljardista, Steinhardt kertoi guesswhozoo.comille.

Tähtitieteilijät arvioivat, että vaikka satelliitit havaitsevat noin yhden gammasäteilyn purskeen päivässä, noin 500 tapahtuu saman ajanjakson aikana. Useimmissa tapauksissa tutkijoilla ei kuitenkaan ole aavistustakaan siitä, mistä galakseista nämä purskeet ovat peräisin.

'Suuret gammasädeteleskoopit, joita käytämme gammasäteiden havaitsemiseen, kertovat vain, että purske lähti, ja antavat sinulle taivaan karkean alueen, jossa se tapahtui', Steinhardt sanoi. 'Jos haluat tietää tarkan galaksin, sinun on osoitettava optinen kaukoputki kyseiselle alueelle riittävän nopeasti salaman saamiseksi ja sen lähteen löytämiseksi. Mutta sinulla on vain enintään 100 sekuntia aikaa tehdä se. '

Taiteilijan vaikutelma gammasäteilyn purskeesta.(Kuva: NASA)

Mahdollisuudet

Gammasäteilyn havaitseminen vanhimmassa tunnetussa galaksissa satunnaisen kuvantamiskampanjan aikana tuntui hieman liian onnekkaalta. Steinhardt ja hänen kollegansa etsivät siksi muita selityksiä, mukaan lukien Kiinan joukkueen poissulkemien uudelleenarviointi. Tutkijat troolivat MOSFIRE -arkistoja ja löysivät kymmeniä samanlaisia ​​tapahtumia muista havainnoista.

'Kun tarkastelimme kirkkauden signaalia, se ei todellakaan näyttänyt miltään 10000: sta aiemmin havaitusta gammasäteilystä', Steinhardt sanoi. 'Se näytti enemmän tyypilliseltä tähdeltä, esimerkiksi auringoltamme. Tämä saattaa sisältää kaiken, mikä heijastaa auringonvaloa. ''

Alkuperäisessä paperissa Kiinan joukkue väitti, että satelliitin heijastus ei olisi voinut aiheuttaa kirkkautta. Tutkijat kirjoittivat tarkistaneensa saatavilla olevien kiertoradatietojen perusteella tunnetuista satelliiteista ja roskista eivätkä löytäneet kohdetta, jonka liikerata olisi havaintoa vastaava. Tähtitieteilijät kirjoittivat myös, että olisi erittäin epätodennäköistä, että satelliitti tai roska häiritsisi tällaisia ​​havaintoja. Mutta Steinhardtin ja hänen kollegoidensa tulokset antavat suotuisamman todennäköisyyden tällaiselle tapaukselle - noin yksi tuhannesta.

'Jos sinulla on todennäköisyys saada tällainen satelliitti 1000: sta verrattuna miljardiin todennäköisyyteen saada gammasäteilyn purske, on selvästi miljoona kertaa todennäköisempää, että olet saanut satelliitin', Steinhardt sanoi.

Kuvat optisista teleskoopeista täynnä polkuja kiertoradalla olevista satelliiteista on ollut viime aikoina valokeilassa, koska tähtitieteilijät vaativat rajoituksia satelliittien megakonstellaatioille, kuten SpaceX Starlink-internet-säteilyprojekti. Tahrat ovat ilmeisiä ja niiden lähde on epäselvä. Spektroskooppisten mittausten tapauksessa kohinan poimiminen on kuitenkin paljon haastavampaa.

Syyllisen jäljittäminen

'On erittäin vaikeaa erottaa se spektroskopiassa', Michalowski sanoi. 'Spektrografi ottaa valon hyvin kapean raon läpi. Satelliitti on raon ulkopuolella ja sitten se on yhtäkkiä sen sisällä hyvin lyhyen hetken, siihen ei ole polkua. ''

Michalowski ja hänen tiiminsä seurasivat Steinhardtin arvioiden kannustamana kirkkauden todellista lähdettä etsimällä julkisesti saatavilla olevasta Space-Track-tietokannasta kiertävistä esineistä. Breeze-M ylempi vaihe, joka kiertää Maata erittäin elliptisellä kiertoradalla, oli täsmälleen oikeassa paikassa oikeaan aikaan, Michalowski sanoi

Mielenkiintoista on, että Kiinan joukkue oli alun perin jättänyt tämän rakettivaiheen pois laskelmien perusteella käyttäen Calsky-nimistä verkkopohjaista tähtitieteellistä laskinta. Mutta Michalowski on varma, että heidän laskelmansa olivat vääriä.

'On vaikea sanoa, miksi alkuperäinen laskelma poikkesi', hän sanoi. '' Tiimin käyttämä ohjelmisto on nyt poissa käytöstä, joten sen toistaminen on mahdotonta. Laskemme vastaavat neljää muuta, joten olemme melko varmoja, että saimme sen oikein. ''

Aiheeseen liittyviä tarinoita:

-Gammasäteilyä ei potkaista ympäriinsä
- Ensimmäinen orpo-gammasäteilypurske paljastaa näkemyksen tehokkaista tähtiräjähdyksistä
-Outo lähellä oleva gammasäteilypurskaus uhmaa odotuksia

Kasvava ongelma tähtitieteessä

Mietintö korostaa tähtitieteen kasvavaa ongelmaa: satelliittien ja avaruusromun kohteiden lisääntyminen kiertoradalla häiritsee tähtitieteellisiä havaintoja ja maailmankaikkeuden tutkimista. Äskettäin tehdyssä tutkimuksessa arvioitiin, että jopa 40% tähtitieteellisistä havainnoista laajakenttäteleskoopeilla voi tuhoutua sen jälkeen, kun SpaceX on ottanut käyttöön kaikki Starlink-tähtikuvionsa tällä hetkellä suunnitellut 12 000 satelliittia.

Ratkaisu Michalowskin mukaan ei ole helppo. 'Jo nyt on lukemattomia esimerkkejä siitä, että satelliitit risteävät kuvia, ja se vain pahenee', Michalowski sanoi. 'Ainoa ratkaisu on tarkkailla näitä satelliitteja ja määrittää niiden kiertoradat tarkemmin, jotta voimme luoda erittäin tarkan luettelon, joka auttaa meitä kertomaan, onko jokin todella tähtitieteellinen tapahtuma vai ohi kulkeva satelliitti.'

Steinhardt suostui. - Jos meillä olisi hyvä tietokanta, jos tietäisimme, että satelliitti tai roska kulkisi tuon taivaan osan läpi tuona tiettynä sekuntina, olisimme pysäyttäneet havainnot sillä sekunnilla, odottaneet sen ohi ja aloitti sitten seuraavan valotuksen '', hän sanoi. 'Syy, joka ei tapahtunut, on se, että juuri nyt meillä ei ole oikeaa tietokantaa tai oikeaa työkalupakkia.'

Seuraa Tereza Pultarovaa Twitterissä @TerezaPultarova. Seuraa meitä Twitterissä @Spacedotcom ja päälle Facebook .