TESS helbildsbild i kadensen strax före BAT-utlösaren (vänster) och vid toppflödet av skuren (mitten). Uppkomsten av efterglöden är uppenbar i mitten av bilden, indikeras av den vita pilen. Den högra panelen visar samma region på himlen, med en lite annan inriktning, i den digitaliserade himmelsundersökningen (DSS); en liten insättning av TESS-bild finns i det nedre vänstra hörnet för att demonstrera ändringen i orientering. Kredit:The Astrofysisk tidskrift
NASA har en lång tradition av oväntade upptäckter, och rymdprogrammets TESS-uppdrag är inte annorlunda. SMU-astrofysiker och hennes team har upptäckt en särskilt ljus gammastrålning med hjälp av ett NASA-teleskop utformat för att hitta exoplaneter - de som förekommer utanför vårt solsystem - särskilt de som kan stödja liv.
Det är första gången en gammastrålning har hittats på detta sätt.
Gammastrålningskurar är de ljusaste explosionerna i universum, typiskt förknippat med kollapsen av en massiv stjärna och födelsen av ett svart hål. De kan producera lika mycket radioaktiv energi som solen kommer att släppa ut under hela sin 10 miljarder år långa existens.
Krista Lynne Smith, en biträdande professor i fysik vid Southern Methodist University, och hennes team bekräftade att explosionen – kallad GRB 191016A – inträffade den 16 oktober och fastställde även dess plats och varaktighet. En studie om upptäckten har publicerats i The Astrophysical Journal .
"Våra fynd visar att detta TESS-teleskop är användbart inte bara för att hitta nya planeter, men också för högenergiastrofysik, sa Smith, som är specialiserad på att använda satelliter som TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) för att studera supermassiva svarta hål och gas som omger dem. Sådana studier kastar ljus över materiens beteende i den djupt skeva rumtiden runt svarta hål och de processer genom vilka svarta hål sänder ut kraftfulla jetstrålar till sina värdgalaxer.
Smith beräknade att GRB 191016A hade en toppmagnitud på 15,1, vilket betyder att det var 10, 000 gånger svagare än de svagaste stjärnorna vi kan se med blotta ögonen.
Det kan låta ganska dunkelt, men svagheten har att göra med hur långt bort sprängningen inträffade. Det uppskattas att ljus från GRB 191016A:s galax hade färdats 11,7 miljarder år innan det blev synligt i TESS-teleskopet.
De flesta gammastrålningskurar är svagare – närmare 160, 000 gånger svagare än de svagaste stjärnorna.
Explosionen nådde sin högsta ljusstyrka någon gång mellan 1, 000 och 2, 600 sekunder, bleknade sedan gradvis tills den föll under TESS förmåga att upptäcka den cirka 7000 sekunder efter att den först slocknade.
Hur SMU och ett team av exoplanetspecialister bekräftade explosionen
Denna gammastrålning upptäcktes först av en NASAs satellit kallad Swift-BAT, som byggdes för att hitta dessa skurar. Men eftersom GRB 191016A inträffade för nära månen, Swift-BAT kunde inte göra den nödvändiga uppföljningen, den skulle normalt behöva lära sig mer om det förrän timmar senare.
NASA:s TESS råkade titta på samma del av himlen. Det var ren tur, som TESS riktar sin uppmärksamhet mot en ny remsa av himlen varje månad.
Medan exoplanetforskare vid en markbas för TESS kunde säga direkt att en gammastrålning hade inträffat, det skulle ta månader innan de fick några data från TESS-satelliten på den. Men eftersom deras fokus låg på nya planeter, dessa forskare frågade om några andra forskare vid en TESS-konferens i Sydney, Australien var intresserade av att gräva mer på explosionen.
Smith var en av de få högenergispecialisterna på astrofysik där vid den tiden och anmälde sig snabbt som frivillig.
"TESS-satelliten har stor potential för högenergiapplikationer, och detta var ett för bra exempel för att förbigå, ", sa hon. Högenergiastrofysik studerar materias och energis beteende i extrema miljöer, inklusive områdena runt svarta hål, kraftfulla relativistiska jetplan, och explosioner som gammastrålning.
TESS är ett optiskt teleskop som samlar ljuskurvor på allt inom sitt synfält, varje halvtimme. Ljuskurvor är en graf över ljusintensiteten för ett himlaobjekt eller en region som en funktion av tiden. Smith analyserade tre av dessa ljuskurvor för att kunna bestämma hur ljus skuren var.
Hon använde också data från markbaserade observatorier och gamma-ray-satelliten Swift för att bestämma skurens avstånd och andra egenskaper kring den.
"Eftersom skuren nådde sin högsta ljusstyrka senare och hade en toppljusstyrka som var högre än de flesta skurar, det gjorde det möjligt för TESS-teleskopet att göra flera observationer innan skuren bleknade under teleskopets detektionsgräns, "Sa Smith. "Vi har tillhandahållit den enda rymdbaserade optiska uppföljningen av denna exceptionella skur."
