Ett kraftfullt verktyg för att karakterisera och klassificera gammastrålningskurar (GRB) för att tillåta deras användning som spårare av universums expansionshistoria har nyligen presenterats av ett internationellt team av forskare. Arbetet, som har publicerats i Astrofysisk tidskrift , är en statistisk analys av egenskaperna hos de mystiska GRB:erna, syftar till att bestämma en undergrupp av GRB och undersöka det fysiska ursprunget för dessa system.

GRB är de mest kraftfulla högenergihändelserna som är kända, varar allt mellan några sekunder till några timmar. Under deras kortlivade fas av mycket högenergi-gammastrålning (kallad prompt), de avger samma mängd energi som solen släpper ut under hela sin livstid. De har upptäckts på så avstånd att deras ljus har färdats mot oss sedan universum bara var en tusendel av sin nuvarande storlek. Trots årtionden av observationer, det finns fortfarande dyrbart lite definitivt känt om de fysiska mekanismer som producerar dem. Det finns många föreslagna ursprung, inklusive explosioner av extremt massiva stjärnor, sammanslagning av neutronstjärnor eller spinn ner av magnetiserade massiva stjärnor.

Eftersom GRB kan detekteras vid mycket tidigare epoker än supernovor, Att bestämma deras inneboende ljusstyrka kan spåra universums expansionshistoria till betydligt mer avlägsna kosmologiska tider än vad som för närvarande är möjligt. Huvudförfattaren Dr Maria Dainotti har visat att detaljerna i den mindre energiska men mycket längre varaktiga röntgenefterglödsplatåfasen kan definiera en underklass av långa GRB så att en mycket snäv korrelation uppstår mellan röntgenstrålningens varaktighet platåfas, dess ljusstyrka, och ljusstyrkan för den prompta gammastrålningsfunktionen (se fig. 1). Denna treparameterskorrelation pekar ut ett plan där axlarna, längd, bredd och höjd representerar dessa kvantiteter.

Forskarna har delat in provet i kategorier:planet identifierat av guld-GRB, och GRB:er med mycket väldefinierade och mindre branta röntgenplatåer. Denna analys visar en ännu mindre spridning jämfört med planen som härrör från de andra klasserna. Detta tyder på dess användning för kosmologiska studier där det är viktigt att känna till den exakta ljusstyrkan hos de använda kosmologiska spårämnena.

Det finns bevis för ett annat fysiskt ursprung för korta GRB:er med utökade emissioner jämfört med de andra klasserna. Detta är av relevans för gravitationsvågastronomins begynnande fält, där en distinkt signal kan förväntas i samband med händelser som har en kort eller lång GRB-association. Således, avståndet från grundplan som presenteras av GRB:er med vissa egenskaper blir ett avgörande verktyg för att urskilja mellan GRB-kategorier, leder till en djupare förståelse av deras natur. Det finns en statistisk skillnad mellan guldprovplanet och planet identifierat med kortslutning med utökad emission.

Forskarna tar steg för att identifiera den mångsidiga blandning av arter som utgör gammastrålningszoo, ett mycket utmanande program som i slutändan kommer att bestämma de fysiska mekanismerna som är ansvariga för de många gammastrålar, och slutligen uppfylla löftet om deras användning som kosmologiska sonder.