Gammakiirguspursked, võimsad valgusvälgud on meie universumi eredamad sündmused, mis ei kesta kauem kui mõni sekund või minut. Mõned neist on nii eredad, et neid saab näha ka palja silmaga, näiteks GRB 080319B plahvatus, mille avastas NASA Swift GRB Exploreri missioon 19. märtsil 2008.
Kuid hoolimata nende intensiivsusest, ei tea teadlased gammakiirguse purunemise ilmnemise põhjust. Mõned inimesed usuvad üldiselt, et need on võõraste tsivilisatsioonide sõnumid. Ja nii õnnestus teadlastel laboris taasluua gammakiirguse purunemiste miniversioon, avastades nende omaduste uurimiseks täiesti uue viisi. Tulemused avaldati väljaandes Physical Review Letters.
Gammakiirguse purunemise üks põhjus on see, et need tekivad kuidagi massiivsete astrofüüsikaliste objektide, näiteks mustade aukude tekitatud osakeste joa väljutamisel. See muudab gammakiirguspursked astrofüüsikute jaoks äärmiselt huvitavaks. Nende üksikasjalik uurimine võib paljastada mustade aukude peamised omadused, milles need helkurid sünnivad.
Mustade aukude kiiratavad kiired koosnevad peamiselt elektronidest ja nende "antimateriaalsetest" kaaslastest, pozitronitest. Kõigil osakestel on antimaterjal, mis on nendega identne kõiges, välja arvatud laeng. Sellistel taladel peab olema tugev magnetväli. Nende osakeste pöörlemine valdkonnas põhjustab tugevat gammakiirguse purunemist. Vähemalt seda meie teooriad ennustavad. Kuid keegi ei tea, kuidas need väljad sündima peaksid.
Kahjuks on nende tõusude uurimisel mitmeid probleeme. Nad mitte ainult ei ela väga vähe, vaid - ja see on kõige problemaatilisem - ning on sündinud kaugetes galaktikates, mõnikord Maalt miljard valgusaasta kaugusel.
Seetõttu toetute millelegi, mis on uskumatult kaugel, ilmub kogemata ja elab mõni sekund. See on nagu proovida aru saada, millest küünal on tehtud ja millel on ainult tuhandete kilomeetrite kaugusel aeg-ajalt süttivad küünlad.
Kõige võimsam laser maailmas
Reklaamvideo:
Hiljuti on soovitatud, et parim viis aru saada, kuidas gammakiirgus puruneb, on simuleerida neid väikeses mõõtkavas laboris, luues väikese elektron-positronkiirte allika, ja vaadata, kuidas nad iseseisvalt arenevad. USA, Prantsusmaa, Suurbritannia ja Rootsi teadlastel on õnnestunud luua selle nähtuse väike versioon, kasutades Maa kõige võimsamaid lasereid, näiteks Inglismaal Rutherford-Appletoni laborisse kuuluvat Gemini-laserit.
Kui võimas on Maa tugevaim laser? Võtke kogu päikeseenergia, mis katab kogu Maa, ja pigistage see mõne mikroni (inimese juuste paksus) alla ja saate Gemini laseri laskmise jõu. Laseriga keeruka sihtmärgi tabamisega suutsid teadlased vabastada astrofüüsiliste reaktiivlennukite ülikiired ja tihedad koopiad ning luua nende käitumisest ülikiireid animatsioone. Tulemus on jahmatav: teadlased on võtnud reaalse joa, mis ulatub tuhandete valgusaastateni ja pigistas selle alla mõne millimeetri.
Esmakordselt suutsid teadlased jälgida võtmeilminguid, millel on oluline roll gammakiirguse purunemiste loomisel, näiteks pikka aega kestevate magnetväljade ise genereerimine. See võimaldas kinnitada mõningaid peamisi teoreetilisi ennustusi nende väljade tugevuse ja jaotuse kohta. Meie praegune mudel, mida kasutatakse gammakiirguse purunemiste mõistmiseks, on õigel teel.
See katse on kasulik mitte ainult gammakiirguse purunemiste mõistmiseks. Elektronidest ja positronitest koosnev mateeria on äärmiselt huvitav mateeria. Maakera üldine aine koosneb peamiselt aatomitest: rasketest positiivselt laetud tuumadest, mida ümbritsevad negatiivselt laetud elektronide valguse pilved.
Nende kahe komponendi (kõige kergema tuuma kaal on 1836 korda rohkem kui elektron) uskumatu kaalu erinevuse tõttu tulenevad peaaegu kõik meie igapäevaelus kogetavad nähtused elektronide dünaamikast, mis reageerib palju kiiremini sisendile väljastpoolt (valgus, muud osakesed, magnetväljad jne) kui tuumad. Kuid elektronpositroni kiires on mõlemal osakesel sama mass, seega on reaktsiooniaja erinevus täielikult kõrvaldatud. See toob kaasa palju põnevaid tagajärgi. Näiteks heli ei eksisteeriks elektronpositronimaailmas.
Miks peaksime isegi muretsema selliste kaugete sündmuste pärast? Tegelikult on põhjus, miks. Esiteks võimaldab gammakiirguse purunemiste mõistmine meil mustade aukude kohta palju rohkem aru saada ja avab suure akna, et mõista, kuidas meie universum tekkis ja kuidas see areneb. Teiseks on veel peenem põhjus. SETI - maavälise intelligentsuse otsing - otsib tulnukate tsivilisatsioonide sõnumeid, püüdes tabada kosmosest elektromagnetilisi signaale, mida pole võimalik loomulikul viisil seletada (peamiselt raadiolained, kuid selle kiirgusega seostatakse ka gammakiirguse purskeid).
Muidugi, kui suunate detektori kosmosesse, saate palju erinevaid signaale. Kuid arukate olendite ülekande isoleerimiseks peate kõigepealt veenduma, et on teada kõik looduslikud allikad, mida saab ja tuleks välistada. Uus uuring aitab meil mõista mustade aukude ja pulsaatorite heitkoguseid, nii et kui me neile uuesti otsa komistame, teame, et nad pole välismaalased.
Ilja Khel
