Den 15 mars 2024 upptäckte det kinesisk-europeiska rymdteleskopet Einstein Probe en ovanlig kosmisk explosion, EP240315a, som skickar ut en svag men långvarig ström av mjuk röntgenstrålning. Upptäckten, publicerad i Nature Astronomy, ifrågasätter nu vedertagna teorier om hur gammastråleutbrott (GRBs) uppstår och utvecklas.
Nyckelupptäckter
Ovanlig tidsfördröjning mellan röntgen och gammastrålar
- Röntgenstrålningen från EP240315a detekterades 6 minuter och 12 sekunder före den efterföljande gammastråleutbrottet (GRB 240315C) – en fördröjning som aldrig tidigare observerats. Detta tyder på att processer i explosionens kärna kan vara mer komplexa än tidigare antaget.
Långvarig röntgenaktivitet från tidigt universum
- Explosionen ägde rum 12,5 miljarder ljusår bort (vid en rödförskjutning på z = 4,859), vilket innebär att ljuset började sin resa när universum var endast 10 % av sin nuvarande ålder. Röntgenstrålningen varade i 17 minuter – ovanligt länge för en så avlägsen GRB.
Koppling till supernovaexplosioner
- GRBs antas vanligtvis härstamma från kollapsen av massiva stjärnor till svarta hål. EP240315a bekräftar detta mönster men avslöjar en tidigare okänd fas i processen, där röntgenstrålningen kan kopplas till ”motorns” långsamma aktivering före den slutliga kollapsen.
Einstein Probes unika kapacitet
- Teleskopets lobster-eye-optik (Wide-field X-ray Telescope, WXT) möjliggjorde upptäckten genom att övervaka 3 600 kvadratgrader av himlen samtidigt. Dess höga känslighet för mjuk röntgenstrålning (0,5–4 keV) gör det idealiskt för att studera svaga, avlägsna transienter.
Samarbete mellan teleskop
- Efter upptäckten användes teleskop som Gemini-North, Very Large Telescope och Australian Telescope Compact Array för att bekräfta explosionens avstånd och energiproduktion. Radiomätningar visade att en relativistisk jet bildades, vilket stöder teorin om en underliggande hypernovaprocess.
Implikationer för astrofysiken
- Utmaningar för GRB-modeller: Den långa fördröjningen mellan röntgen och gammastrålar kan tyda på att den magnetiska omstruktureringen i den nyfödda neutronstjärnan eller det svarta hålet tar längre tid än förväntat.
- Fönster till universums barndom: EP240315a är en av de mest avlägsna GRBs som någonsin observerats. Dess ljus kan avslöja hur de första stjärnorna och galaxerna bildades under den kosmiska ”mörkridån”.
Einstein Probes framtida roll
Med sin förmåga att snabbt skanna stora delar av himlen förväntas Einstein Probe:
- Upptäcka fler högrödförskjutna GRBs och transienter.
- Identifiera tidiga faser av svarta hålbildning och neutronstjärnekollisioner.
- Samarbeta med gravitationsvågsdetektorer för att lokalisera händelser som LIGO/Virgo upptäcker.
Källor
- ESA: Einstein Probe detects puzzling cosmic explosion
- Nature: Soft X-ray prompt emission from the high-redshift gamma-ray burst EP240315a
- arXiv: Science objectives of the Einstein Probe mission
- ESA: Einstein Probe factsheet
- Wikipedia: Einstein Probe
- CAS: China Launches Einstein Probe
- ESA: Einstein Probe opens its wide eyes to the X-ray sky
Denna upptäckt markerar början på en ny era för studiet av extrema kosmiska fenomen, där Einstein Probe kommer att spela en central roll 🌌🔭.
