_ Proiectul Citizen Science care clasifică gama- explozii de raze

Atunci când stelele îndepărtate explodează, ele emit fulgere de energie numite explozii de raze gamma care sunt suficient de strălucitoare încât telescoapele de pe Pământ să le poată detecta. Studierea acestor impulsuri, care pot proveni și din fuziunile unor obiecte astronomice exotice, cum ar fi găurile negre și stele cu neutroni, îi poate ajuta pe astronomi ca mine să înțeleagă istoria universului.

Telescoapele spațiale detectează în medie un gamma- explozie de raze pe zi, adăugându-se la miile de explozii detectate de-a lungul anilor, iar o comunitate de voluntari fac posibile cercetările asupra acestor explozii.

Pe 20 noiembrie 2004, NASA a lansat Observatorul Neil Gehrels Swift, cunoscut și sub numele de Swift. Swift este un telescop spațial cu mai multe lungimi de undă pe care oamenii de știință îl folosesc pentru a afla mai multe despre aceste fulgerări misterioase de raze gamma din univers.

Rafalele de raze gamma durează de obicei doar o perioadă foarte scurtă, de la câteva secunde până la câteva minute, iar cea mai mare parte a emisiei lor este sub formă de raze gamma, care fac parte din spectrul luminii pe care ochii noștri nu îl pot vedea. Razele gamma conțin multă energie și pot deteriora țesuturile umane și ADN-ul.

Din fericire, atmosfera Pământului blochează majoritatea razelor gamma din spațiu, dar asta înseamnă, de asemenea, că singura modalitate de a observa exploziile de raze gamma este printr-un spațiu. telescop ca Swift. De-a lungul celor 19 ani de observații, Swift a observat peste 1.600 de explozii de raze gamma. Informațiile pe care le colectează din aceste explozii îi ajută pe astronomii înapoi la sol să măsoare distanțele până la aceste obiecte.

Datele de la Swift și alte observatoare i-au învățat pe astronomi că exploziile de raze gamma sunt una dintre cele mai puternice explozii din Universul. Sunt atât de strălucitoare încât telescoapele spațiale precum Swift le pot detecta din întregul univers.

De fapt, exploziile de raze gamma sunt printre cele mai îndepărtate obiecte astrofizice observate de telescoape.

p>Deoarece lumina călătorește cu o viteză finită, astronomii privesc efectiv înapoi în timp în timp ce privesc mai departe în univers.

Cea mai îndepărtată explozie de raze gamma observată vreodată a avut loc atât de departe încât lumina sa a luat 13 miliarde ani pentru a ajunge pe Pământ. Așa că, atunci când telescoapele au fotografiat acea explozie de raze gamma, au observat evenimentul așa cum arăta acum 13 miliarde de ani.

Rafalele de raze gamma le permit astronomilor să învețe despre istoria universului, inclusiv despre cum a apărut nașterea. viteza și masa stelelor se modifică în timp.

Astronomii știu acum că există, practic, două tipuri de explozii de raze gamma — lungi și scurte. Ele sunt clasificate după cât durează pulsul lor. Exploziile lungi de raze gamma au impulsuri mai lungi de două secunde și cel puțin unele dintre aceste evenimente sunt legate de supernove - stele care explodează.

Când o stea masivă sau o stea care este de cel puțin opt ori mai mare. masiv decât soarele nostru, rămâne fără combustibil, va exploda ca o supernovă și se va prăbuși fie într-o stea neutronică, fie într-o gaură neagră.

Atât stele cu neutroni, cât și găurile negre sunt extrem de compacte. Dacă micșorați întregul soare la un diametru de aproximativ 12 mile, sau dimensiunea Manhattanului, acesta ar fi la fel de dens ca o stea neutronică.

Unele stele deosebit de masive pot lansa, de asemenea, jeturi de lumină atunci când explodează. . Aceste jeturi sunt fascicule concentrate de lumină alimentate de câmpuri magnetice structurate și particule încărcate. Când aceste jeturi sunt îndreptate spre Pământ, telescoapele precum Swift vor detecta o explozie de raze gamma.

Pe de altă parte, exploziile scurte de raze gamma au impulsuri mai scurte de două secunde. Astronomii bănuiesc că majoritatea acestor explozii scurte au loc atunci când fie două stele neutronice, fie o stea neutronică și o gaură neagră se îmbină.

Când o stea neutronică se apropie prea mult de o altă stea de neutroni sau de o gaură neagră, cele două obiecte vor orbita unul în jurul celuilalt, târându-se din ce în ce mai aproape pe măsură ce își pierd o parte din energia prin undele gravitaționale.

Aceste obiecte în cele din urmă se îmbină și emit jeturi scurte. Când jeturile scurte sunt îndreptate spre Pământ, telescoapele spațiale le pot detecta ca explozii scurte de raze gamma.

Clasificarea exploziilor ca scurte sau lungi nu este întotdeauna atât de simplă. În ultimii câțiva ani, astronomii au descoperit câteva explozii scurte de raze gamma deosebite asociate cu supernove în loc de fuziunile așteptate. Și au găsit câteva explozii lungi de raze gamma legate de fuziuni în loc de supernove.

Aceste cazuri confuze arată că astronomii nu înțeleg pe deplin cum sunt create exploziile de raze gamma. Ei sugerează că astronomii au nevoie de o mai bună înțelegere a formelor pulsului de raze gamma pentru a conecta mai bine impulsurile la originile lor.

Dar este greu de clasificat forma pulsului, care este diferită de durata pulsului, în mod sistematic. Formele pulsului pot fi extrem de diverse și complexe. Până acum, nici măcar algoritmii de învățare automată nu au reușit să recunoască corect toate structurile detaliate ale pulsului de care sunt interesați astronomii.

Colegii mei și cu mine am solicitat ajutorul unor voluntari prin intermediul NASA pentru a identifica structurile pulsului. Voluntarii învață să identifice structurile pulsului, apoi se uită la imaginile de pe propriile computere și le clasifică.

Rezultatele noastre preliminare sugerează că acești voluntari – denumiți și oameni de știință cetățeni – pot învăța și recunoaște rapid gamma- structurile complexe ale impulsurilor de raze. Analiza acestor date îi va ajuta pe astronomi să înțeleagă mai bine cum sunt create aceste explozii misterioase.

Echipa noastră speră să afle dacă mai multe explozii de raze gamma din eșantion provoacă clasificarea anterioară scurtă și lungă. Vom folosi datele pentru a cerceta cu mai multă acuratețe istoria universului prin observații de explozie de raze gamma.

Acest proiect de știință cetățenească, numit Burst Chaser, a crescut de la rezultatele noastre preliminare și suntem activi recrutarea de noi voluntari care să se alăture căutării noastre de a studia originile misterioase din spatele acestor explozii.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)