VLA himmelundersøgelse afslører første forældreløse gammastråleudbrud

Astronomer, der sammenligner data fra en igangværende større undersøgelse af himlen ved hjælp af National Science Foundations Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) med data fra tidligere undersøgelser, har sandsynligvis gjort den første opdagelse af eftergløden af ​​et kraftigt gammastråleudbrud, der ikke producerede gamma stråler, der kan spores på Jorden. Den hidtil usete opdagelse af dette "forældreløse" gammastråleudbrud (GRB) giver nøglespor til at forstå eftervirkningerne af disse meget energiske begivenheder.

"GRB'er udsender deres gammastråler i snævert fokuserede stråler. I dette tilfælde, vi tror, ​​at strålerne pegede væk fra Jorden, så gammastråleteleskoper så ikke denne begivenhed. Det, vi fandt, er radioemissionen fra eksplosionens eftervirkninger, handler over tid meget, som vi forventer for en GRB, " sagde Casey Law, fra University of California, Berkeley.

Mens man søgte gennem data fra den første observationsepoke for VLA Sky Survey (VLASS) i slutningen af ​​2017, astronomerne bemærkede, at et objekt, der dukkede op på billeder fra en tidligere VLA-undersøgelse i 1994, ikke dukkede op på VLASS-billederne. De søgte derefter efter yderligere data fra VLA og andre radioteleskoper. De fandt ud af, at observationer af objektets placering på himlen helt tilbage til 1975 ikke havde opdaget det, før det først blev vist i et VLA -billede fra 1993.

Objektet dukkede derefter op i flere billeder lavet med VLA og Westerbork -teleskopet i Holland fra 1993 til 2015. Objektet, døbt FIRST J1419+3940, er i udkanten af ​​en galakse mere end 280 millioner lysår fra Jorden.

"Dette er en lille galakse med aktiv stjernedannelse, ligner andre, hvor vi har set den type GRB'er, der opstår, når en meget massiv stjerne eksploderer, " sagde Law.

Styrken ved radioemissionen fra J1419+3940 og det faktum, at det langsomt udviklede sig over tid, understøtter ideen om, at det er efterglød af en sådan GRB, sagde forskerne. De foreslog, at eksplosionen og eksplosionen af ​​gammastråler skulle være set engang i 1992 eller 1993.

Imidlertid, efter at have søgt i databaser fra gammastråleobservatorier, "Vi kunne ikke finde nogen overbevisende kandidat til en detekteret GRB fra denne galakse, " sagde Law.

Selvom der er andre mulige forklaringer på objektets adfærd, forskerne sagde, at en GRB er den mest sandsynlige.

"Det er spændende, og ikke kun fordi det sandsynligvis er den første 'forældreløse' GRB, der bliver opdaget. Det er også den ældste vellokaliserede GRB, og den lange periode, hvor den er blevet observeret, betyder, at den kan give os værdifuld ny information om GRB-efterglød, " sagde Law.

"Indtil nu, vi har aldrig set, hvordan efterlysene fra GRB'er opfører sig på så sene tidspunkter, " bemærkede Brian Metzger fra Columbia University, medforfatter til undersøgelsen. "Hvis en neutronstjerne er ansvarlig for at drive GRB'en og stadig er aktiv, dette kan give os en hidtil uset mulighed for at se denne aktivitet, efterhånden som det ekspanderende ejekta fra supernovaeksplosionen endelig bliver gennemsigtigt."

"Jeg er glad for at se denne opdagelse, som jeg forventer vil være den første af mange, der kommer fra den unikke investering, National Radio Astronomy Observatory (NRAO) og National Science Foundation foretager i VLASS, " sagde NRAO-direktør Tony Beasley.

VLASS er det største observationsprojekt i VLA's historie. Påbegyndt i 2017, undersøgelsen vil bruge 5, 500 timers observationstid over syv år. Undersøgelsen vil gøre tre komplette scanninger af himlen synlige fra VLA, omkring 80 procent af himlen. De første billeder fra den første runde af observationer er nu tilgængelige for astronomer.

VLASS følger to tidligere himmelundersøgelser foretaget med VLA. NRAO VLA Sky Survey (NVSS), ligesom Vlass, var en all-sky undersøgelse udført fra 1993 til 1996, og FIRST (Faint Images of the Radio Sky at Twenty centimeters) undersøgelsen undersøgte en mindre del af himlen mere detaljeret fra 1993 til 2002. Astronomerne opdagede FIRST J1419+3940 ved at sammenligne et 1994-billede fra den FØRSTE undersøgelse med VLASS 2017 data.

Fra 2001 til 2012, VLA gennemgik en større opgradering, øger følsomheden kraftigt, eller evnen til at afbilde svage genstande. Opgraderingen muliggjorde en ny, forbedret undersøgelse, der giver et rigt videnskabeligt udbytte. De tidligere undersøgelser er blevet citeret mere end 4, 500 gange i videnskabelige artikler, og forskere forventer, at VLASS vil være en værdifuld ressource for forskning i de kommende år.

Law og hans kolleger offentliggør deres resultater i Astrofysiske tidsskriftsbreve .