Американски студент помогна за откриването на рекордно гама-лъчево избухване, което създаде злато и платина в космоса

Сара Далеси, студентка пети курс в Колежа по естествени науки към Университета на Алабама в Хънтсвил, влезе в историята на астрофизиката, като стана водещ автор на важна научна публикация в престижното списание Astrophysical Journal. В статията си тя и екипът ѝ описват откритието на най-бързото гама-лъчево избухване (GRB), наблюдавано някога.

Явлението, обозначено като GRB 230307A, представлява ултрарелативистично събитие. Това означава, че скоростта на неговата струя — колосален поток от изключително енергийни частици и фотони — е била практически равна на скоростта на светлината — разлика само от малка част от процента. Световната научна общност регистрира скоростта на струята на 99,99998% от ограничението на скоростта на Вселената – приблизително 186 000 мили в секунда. Това доведе до най-бързото гама-лъчево избухване в историята на астрономическите наблюдения. Този невероятен резултат е постигнат благодарение на гама-лъчевия детектор на борда на американския космически телескоп „Ферми“, който от години предоставя на астрономите ценни данни за най-екстремните събития във Вселената.

Както обяснява д-р Питър Верес, доцент в Центъра за космическа плазма и аерономически изследвания в UAH, коефициентът на Лоренц е ключов маркер за това феноменално откритие. Тази стойност определя релативистичната скорост на изхвърлената материя — уникално огнено кълбо. За открития GRB 230307A коефициентът на Лоренц достигна 1600 — рекордна стойност, ненаблюдавана досега за гама-лъчевите избухвания. Средно този параметър варира от 100 до 1000 за подобни космически катаклизми, със стандартна стойност от приблизително 300.

Сара се присъедини към научния екип на Gamma-ray Burst Monitor (GBM) през 2021 г. Проектът събра специалисти от UAH, представители на НАСА, служители от Института за извънземна физика „Макс Планк“ (Германия) и учени от Националния център за космически науки и технологии. През последните години този екип вече си изгради име, като откри най-яркото гама-избухване, регистрирано някога.

Космическият апарат „Ферми“ на НАСА беше изстрелян в орбита през 2008 г., за да изучава мистериозната, високоенергийна светлина, известна като гама-лъчи, която произхожда от най-суровите и отдалечени кътчета на Вселената.

Далеси си спомня, че една от основните ѝ задачи е била „дежурство“, обработка и бърз анализ на входящите сигнали — подобно на диспечер, тя е получавала известия за всеки регистриран от спътника взрив. По време на една от смените си Сара открива необичайно мощно избухване — GRB 230307A. Интензивността му веднага привлича вниманието ѝ и тя моментално осъзнава, че е открила обект с уникална яркост — вероятно вторият или третият най-мощен в цялата история на наблюденията на този клас явления. За студентката тази възможност се превръща в истинско професионално предизвикателство и вдъхновение.

Според Питър Верес, това конкретно гама-избухване е било най-яркото през последния половин век. И откритията не спират дотук. Екипът успява да проучи подробно и рядък оптичен сигнал — така наречената килонова — който се получава при сливането на две неутронни звезди. Това явление не само разкрива механизмите зад гама-избухванията, но и хвърля светлина върху синтеза на най-тежките елементи, които играят ключова роля в еволюцията на Вселената.

Сара обяснява, че процесът на сливане на неутронни звезди наподобява огромна „кухня“, където космически сблъсък изхвърля огромни маси богат на неутрони материал в космоса. Именно в такива екстремни условия се образуват редки елементи като злато и платина.

След събитието, учени от Холандия и Обединеното кралство, използвайки телескопа James Webb, успяха да открият следи от изключително редкия тежък елемент телур, като по този начин потвърдиха, че GRB 230307A е съпроводен с необичайна нуклеосинтеза.

Накрая, Сара отбелязва, че работата в екипа на GBM не само ѝ е позволила да участва в голям проект, но и е придобила безценен опит, общувайки с изключителни колеги от НАСА и водещи руски учени. Тя подчертава особено важността на сътрудничеството с д-р Мишел Хуей и цялата подкрепа, предоставена на студентите в UAH.