Lys fra eksploderende stjerne i det tidlige univers kunne være over 13,14 milliarder lysår væk.
En gamma-ray burst kaldet GRB 090429B er den aktuelle kandidat til det fjerneste objekt i universet. NASAs Swift-satellit opdagede den i april 2009. Den ligger en anslået afstand på 13,14 milliarder lysår væk - fjernere end nogen anden kendt kvasar og muligvis fjernere end nogen tidligere kendt galakse eller gammastråle.
Et internationalt team af astronomer præsenterede flere linjer med bevis for den rekordstore afstand for GRB 090429B i et papir, der er blevet accepteret til offentliggørelse i The Astrophysical Journal. Antonino Cucchiara, en tidligere kandidatstuderende ved Penn State University, ledede holdet.
Billedkredit: NASA / Hubble / Fox / Cucchiara / Levan / Tanvir
Det antages, at denne bestemte gammastråle brast ud af en supernova eller eksploderende stjerne, da universet var mindre end 4% af sin nuværende alder - omkring 520 millioner år gammel - og mindre end 10% af dets nuværende størrelse. Derek Fox, lektor i astronomi og astrofysik i Penn State og en medforfatter af papiret, sagde:
Galaksen, der var vært for afkomstjernen til GRB 090429B, var virkelig en af de første galakser i universet. Ud over den mulige kosmiske afstandsrekord illustrerer GRB 090429B, hvordan gammastråle-bursts kan bruges til at afsløre placeringerne af massive stjerner i det tidlige univers og til at spore processerne i den tidlige galakse og stjernedannelse, der til sidst førte til den galakserige kosmos vi se omkring os i dag.
Gamma-ray bursts, de mest kendte lyseste eksplosioner, forekommer et sted i det observerbare univers med en hastighed på cirka to pr. Dag. Takket være deres ekstreme lysstyrke kan gamma-ray burst opdages af Swift og andre satellitobservatorier, selv når de forekommer i afstand af milliarder af lysår. Selv om udbruddet i sig selv kun varer i minutter, forbliver deres falmende “efterglød” -lys observerbar fra de førende astronomiske faciliteter i dage til uger. Detaljerede undersøgelser af eftergløden i denne tid, når det er muligt, tillader astronomer at måle afstanden til brasten.
GRB 090429B blev opkaldt til datoen den 29. april 2009, da den blev opdaget. Billedkredit: Gemini Observatory / AURA / Levan / Tanvir / Cucchiara
Disse efterglødmålinger blev brugt til at bestemme en kosmisk afstandsrekord i 2009 for en tidligere gammastråle-burst, GRB 090423, i en afstand af 13,04 milliarder lysår fra Jorden, hvilket gør det midlertidigt til det "fjerneste objekt i universet." blev overgået af galakseopdagelser i 2010 og 2011, der skubbede den kosmiske grænse ud til 13,07 milliarder lysår og potentielt endnu længere.
Cucchiara, nu ved University of California, Berkeley, sagde:
Vores ekstreme skøn over afstanden til GRB 090429B gør dette til en slags 'hævn for bursts'. En gamma-ray burst bringer endnu engang titlen på det fjerneste objekt i kosmos - ud over de tidligere kendte fjerneste kvasarer og galakser.
Mindre end en uge efter, at den record-setting GRB 090423 kom overskrifter rundt om i verden, dukkede denne nye burst, GRB 090429B, ud på himlen med mistænkeligt lignende egenskaber. Som med det foregående burst var GRB 090429B en kortvarig begivenhed, der varede under 10 sekunder, og automatiserede Swift-observationer viste, at den havde en relativt svag røntgenstråle efterglød. Cucchiara, dengang en kandidatstuderende i Penn State, vågnede i de tidlige morgentimer for at dirigere observationer ved Gemini North-teleskopet på Mauna Kea, Hawaii, som han håbede ville fastlægge arten af dette burst. Arbejde med coauthors Andrew Levan fra University of Warwick, Nial Tanvir fra University of Leicester, og specialevejleder Derek Fox fra Penn State, Cucchiara fandt, at selvom efterglødet var synligt i infrarøde observationer, kunne der ikke opdages noget optisk lys. Denne "frafald" -adfærd er en karakteristisk signatur af de mest fjerne objekter og er blevet brugt til initial identifikation af alle de fjerneste kvasarer, galakser og gammastråler.
Billedkredit: NASA / Swift / Stefan Immler
Cucchiara anmodede om et øjeblikkeligt spektrum af GRB 090429B efterglød fra Gemini-operatørerne, hvilket ville have givet en endelig måling af afstanden til brasten. Desværre, lige som spektret var ved at blive taget, blæste skyer ind over toppen af Mauna Kea og skjulte eftergløden for syne. Den næste nat var eftergløden for svag til at give et nyttigt spektrum, og i løbet af de efterfølgende nætter bleknet det helt fra synet. Cucchiara sagde:
Det var frustrerende at miste synet af dette burst, men de antydninger, vi havde, var så spændende, at der ikke var nogen chance for, at vi lod det gå.
Bestemt om ikke at lade GRB 090429B blive "det burst, der slap væk", holdet tilbragte to år med at udføre en omhyggelig undersøgelse af deres data for at se, om bursten virkelig er en kandidatrekordbryder eller måske er et delvist skjult burst i en galakse på en mindre dramatisk afstand. Det er vigtigt, at dette arbejde har betydet at indsamle nye data - dybe observationer med Gemini og Hubble-rumteleskopet, der ville have afsløret en galakse i burst-positionen i nogen af de mindre dramatiske scenarier. Dette bevis, inklusive den manglende galakse, indikerer, at udbruddet er yderst sandsynligt - en 99,3 procents chance - for at være den mest fjerne kosmiske eksplosion, ud over den rekord, der er sat af GRB 090423.
Levan, papirets anden forfatter, tilføjede:
Som de bedste politikere eller talent-show deltagere, jo mere vi undersøgte dette burst, jo bedre så det ud.
Hvorvidt GRB 090429B nu er det fjerneste objekt i universet afhænger af flere faktorer, som ikke er nøjagtigt kendt. Først skal den ligge uden for 13,07 milliarder lysårsafstand til en galakse rapporteret i 2010 af et team af astronomer ledet af Matthew Lehnert ved Observatoire de Paris. Dette er sandsynligvis tilfældet med 98,9% sandsynlighed, men det er ikke sikkert. Den skal også ligge uden for afstanden af en galakse rapporteret i 2011 af et team af astronomer ledet af Rychard Bouwens fra U.C. Santa Cruz. Dette kan være let eller hårdt: Bouwens-teamet vurderer, at der er 20% chance for, at deres galakse overhovedet ikke er en rekordbryder, men blot en svag galakse i en relativt beskeden afstand; på den anden side, hvis Bouwens galakse er en rekordbryder, er den faktisk meget fjern fra 13,11 til 13,28 milliarder lysår væk, og der er kun en 4,8% chance for, at GRB 090429B er fjernere end det. Overordnet set og med at behandle disse usikkerheder som perfekt forstået, er der en 23% chance for, at GRB 090429B nu er det mest kendte objekt i universet, sagde astronomerne.
Med bedre held eller mere avancerede faciliteter skulle det være muligt i fremtiden at bruge de lyse efterglød af bursts som GRB 090423 og GRB 090429B til at udforske forholdene for dannelse af stjerne og galakse på disse tidlige kosmiske epoker i detaljer.
Fox sagde:
At opdage ekstremt fjerne bursts er ret sjovt, men vi har mistanke om, at der er en hel masse mere information i bursts, der venter på os, som vi endnu ikke har adgang til.
Sammendrag: Gamma-ray burst GRB 090429B er muligvis det fjerneste objekt, der endnu er detekteret i universet. Det anslås at være i en afstand af 13,14 milliarder lysår og blev først fundet af NASAs Swift-satellit i april 2009. Et internationalt team af astronomer ledet af Antonino Cucchiara har præsenteret deres bevis i et papir, der blev accepteret til offentliggørelse i Astrofysisk tidsskrift.
Via Penn State University