Vanim gammakiirgusepurse, mis kunagi avastati, oli lihtsalt killuke kosmoseprügi

Galaktika GN-z11, mis teadlaste arvates võiks olla kaugeim ja vanim galaktika, mida on täheldatud, on asetatud COODS-North uuringu pildile. (Pildikrediit: NASA, ESA, P. Oesch (Yale'i ülikool), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale'i ülikool) ja G. Illingworth (California ülikool, Santa Cruz))

Mõnikord on välk lihtsalt juhus.

Signaal, mida teadlased esmalt arvasid, oli universumi vanimast teadaolevast galaktikast pärit murranguline avastus gammakiirguse kohta, peegeldas tegelikult päikese orbiidil kulutatud raketiastme päikesevalgust, leidis uus paber.

Pettumust valmistav järeldus pärineb Poola teadlaste meeskonnalt pärast mitut meeskonda toimunud arutelu ühe Kecki kaksikteleskoobi Hawaiil 2017. aastal tehtud silmatorkava vaatluse päritolu kohta. Arvestades, et varasemad arutelud keskendusid satelliidi nägemise tõenäosusele võrreldes äärmiselt haruldase gammakiirgusega, õnnestus Poola meeskonnal jälile saada täpsele välgu tekitanud objektile-Vene Protoni raketilt kulunud Breeze-M ülemisele astmele.

'Me kontrollisime oma arvutusi kolme muu avalikult kättesaadava orbiidi arvutamise tarkvaraga,' ütles Poola Adam Mickiewiczi ülikooli astronoom ja uue uuringu juhtiv autor Michal Michalowski guesswhozoo.com -ile.

Mida Kecki teleskoop täpselt nägi ja kuidas on üldse võimalik eksida kõige võimsama valgusvälguga universum toimub miljardite valgusaastate kaugusel päikesevalguse peegeldumisel kosmoserämpsust?

Seotud: Astronoomid tabavad supernoovast gaasikiirguse

Juhuslik nägemine

Esialgse vaatluse taga olev meeskond, mida juhtisid Hiina Pekingi ülikooli teadlased, asus uurima üht universumi vanimat galaktikat. Tuntud kui GN-z11 , asub galaktika enam kui 13 miljardi valgusaasta kaugusel Maa . See tähendab, et teleskoobid näevad seda ainult sellisena, nagu see nägi välja umbes 420 miljonit aastat hiljem Suur Pauk , kui universum oli väga noor.

Meeskond kasutas ühele Kecki teleskoobile paigaldatud infrapuna-lähedast spektrograafi nimega MOSFIRE. Piltide jäädvustamise asemel mõõdab spektrograaf taevase objekti heledust teatud valguse lainepikkustel. Meeskond võttis GN-z11 kolmeminutilisi mõõtmisi, kui galaktika äkki süttis. Järgmise kolme minuti jooksul normaliseerus signaal.

Pärast muude võimaluste välistamist jõudsid teadlased järeldusele, et äkiline heledus pidi olema gammakiirgus, universumi eredaim ja energilisem valgusevälk, mis arvatavasti tekkis massiivsete tähtede plahvatuste tõttu nende elu lõpus. astronoomid nimetavad supernoovasid. Vaid mõni sekund kestev gammakiirgus lööb lühidalt välja kõik muu ümbritsevas kosmoses. Kuid nende päritolu leidmine on siiani olnud tabamatu.

Meeskond avaldasid oma leiud detsembris ajakirjas Nature Astronomy. Avastus tundus suur asi. Teadlased ei ole nii vanas galaktikas kunagi täheldanud gammakiirguse lõhkemist ja selle nägemine avaldaks uut teavet varase universumi kohta.

Liiga tabamatu

Kuid teised astronoomid hakkasid peagi järeldusi kahtlema ja kaks paberid esmaspäeval (4. oktoober) ajakirjas Nature Astronomy avaldati, mis läks valesti.

Ühes väitsid Taanis Kopenhaageni ülikooli astronoomia dotsent Charles Steinhardt ja tema kolleegid, et heleduse põhjustas tõenäoliselt pigem Maa ümber tiirlev objekt kui haruldase gammakiirguse juhuslik nägemine. Põhjus: tõenäosus.

'Sellise gammakiirguse saamise tõenäosus on uskumatult väike, umbes üks kümnest miljardist,' ütles Steinhardt guesswhozoo.com-ile.

Astronoomide hinnangul tuvastavad satelliidid päevas umbes ühe gammakiirguse, kuid samal ajavahemikul toimub umbes 500. Enamikul juhtudel pole aga teadlastel aimugi, millistest galaktikatest need plahvatused pärinesid.

'Suured gammakiirguse teleskoobid, mida me kasutame gammakiirguse tuvastamiseks, ütlevad teile ainult, et plahvatus läks lahti ja annab teile taeva karmi piirkonna, kus see juhtus,' ütles Steinhardt. 'Kui soovite teada täpset galaktikat, peaksite suunama optilise teleskoobi sellesse piirkonda piisavalt kiiresti, et välku tabada ja selle allikas leida. Kuid teil on selleks aega maksimaalselt 100 sekundit. '

Kunstniku mulje gammakiirgusest.(Pildikrediit: NASA)

Koefitsiendid

Gamma-kiirguse tabamine vanimas teadaolevas galaktikas juhusliku pildistamiskampaania ajal tundus natuke liiga õnnelik. Seetõttu otsisid Steinhardt ja tema kolleegid muid selgitusi, sealhulgas Hiina meeskonna poolt välistatud. Teadlased traalisid MOSFIRE arhiive ja leidsid teistes vaatlustes kümneid sarnaseid juhtumeid.

'Kui me vaatasime heleduse signaali, ei tundunud see tegelikult nagu ükski varem avastatud 10 000 gammakiirgusest,' ütles Steinhardt. 'See nägi rohkem välja nagu tüüpiline täht, näiteks meie päike. Nii et see võib hõlmata kõike, mis peegeldab päikesevalgust. '

Esialgses dokumendis väitis Hiina meeskond, et satelliidi peegeldus ei oleks saanud heledust põhjustada. Teadlased kirjutasid, et kontrollisid teadaolevate satelliitide ja prügiosade olemasoleva orbitaalteabe alusel ega leidnud objekti, mille trajektoor oleks nähtuga sobinud. Samuti kirjutasid astronoomid, et oleks äärmiselt ebatõenäoline, et satelliit või praht segaks selliseid vaatlusi. Kuid Steinhardti ja tema kolleegide tulemused annavad sellise vahejuhtumi toimumiseks soodsama tõenäosuse - umbes üks tuhandest.

'Kui teil on tõenäosus tabada selline satelliit 1000-st versus üks miljardist gammakiirguse saamise tõenäosusega, on ilmselgelt miljon korda suurem tõenäosus, et olete satelliidi püüdnud,' ütles Steinhardt.

Pildid optilistest teleskoopidest rada täis tiirlevad satelliidid on hiljuti olnud tähelepanu keskpunktis, kuna astronoomid nõuavad satelliitide megakonstellatsioonide, näiteks SpaceX Interneti-kiirguse projekt Starlink. Määrded on ilmsed ja nende allikas on eksimatu. Spektroskoopiliste mõõtmiste korral on müra väljavõtmine aga palju keerulisem.

Süüdlase leidmine

'Spektroskoopias on seda väga raske eristada,' ütles Michalowski. 'Spektrograaf võtab valgust läbi väga kitsa pilu. Satelliit asub pilust väljaspool ja siis on ta väga lühikeseks hetkeks selle sees, sinna ei vii ühtegi rada. '

Michalowski ja tema meeskond leidsid Steinhardti hinnangutest lähtudes heleduse tegeliku allika, otsides ümberringi tiirlevate objektide avalikult kättesaadavast Space-Track andmebaasist. Michalowski ütles, et Breeze-M ülemine etapp, mis tiirleb ümber Maa väga elliptilisel orbiidil, oli täpselt õiges kohas

Huvitav on see, et Hiina meeskond oli selle raketietapi algselt arvutuste põhjal välistanud, kasutades veebipõhist astronoomilist kalkulaatorit nimega Calsky. Kuid Michalowski on kindel, et nende arvutused olid valed.

'Raske on öelda, miks esialgne arvutus erines,' ütles ta. 'Tarkvara, mida meeskond kasutas, on nüüd maas, nii et seda on võimatu reprodutseerida. Meie arvutused kattuvad nelja teisega, nii et oleme üsna kindlad, et saime selle õigesti. '

Seotud lood:

-Gammakiirgus ei löö ümber
- Esimene “orvude” gammakiirgusepurse avab ülevaate võimsatest täheplahvatustest
-Läheduses asuv kummaline gammakiirgus lõhub ootusi

Kasvav probleem astronoomias

Mõttekäik toob esile astronoomia kasvava probleemi: satelliitide ja kosmoseprügi objektide arvu suurenemine orbiidil segab astronoomilisi vaatlusi ja universumi uurimist. Hiljutises uuringus hinnati, et kuni 40% laia väljaga teleskoopidega tehtud astronoomilistest vaatlustest võib hävida pärast seda, kui SpaceX on kasutusele võtnud kõik praegu planeeritud 12 000 Starlinki tähtkuju satelliiti.

Lahendus pole Michalowski sõnul lihtne. 'Isegi praegu on lugematuid näiteid, kus satelliidid ristuvad piltidega, ja see läheb ainult hullemaks,' ütles Michalowski. 'Ainus lahendus on neid satelliite jälgida ja nende orbiidid täpsemalt määrata, et saaksime luua väga täpse kataloogi, mis aitab meil öelda, kas midagi oli tegelikult astronoomiline sündmus või mööduv satelliit.'

Steinhardt nõustus. 'Kui meil oleks hea andmebaas ja kui me teaksime, et satelliit või praht läbib selle taevaosa selle konkreetse sekundi jooksul, oleksime selle hetke vaatlused peatanud, oodanud, kuni see mööda läheb.' ja seejärel alustas järgmist kokkupuudet, ”ütles ta. 'Põhjus, miks seda ei juhtunud, on see, et praegu pole meil õiget andmebaasi ega õiget tööriistakomplekti.'

Jälgi Tereza Pultarovat Twitteris @TerezaPultarova. Järgne meile Twitteris @Spacedotcom ja edasi Facebook .