211service.com
Astronomie gama záření: Hodný, zlý a ošklivý
Záblesky gama poskytují stálý zdroj vzrušení od chvíle, kdy je v 60. letech objevily americké vojenské satelity, které pátraly po důkazech o tajných testech jaderných zbraní.
Když rozzáří oblohu, gama záblesky jsou nejjasnějšími objekty ve vesmíru. Vyzařují tolik světla, že se astronomové domnívají, že musí být nějakým způsobem kolimováno, jinak by celková emise nemohla vzniknout ze současně chápaného astrofyzikálního jevu. V takovém stavu uvolňují během několika sekund energii ekvivalentní klidové hmotnosti Slunce.
To je činí pro lidstvo více než jen pomíjivým zájmem. Záblesky gama v Mléčné dráze mohly v minulosti způsobit masová vymírání na Zemi, a tak by nás mohly v budoucnu ohrozit.
Záblesk gama však nebyl v Mléčné dráze nikdy viděn. Ve skutečnosti jsou obecně nejvzdálenějšími, a tedy nejstaršími astronomickými objekty, které můžeme vidět. Astronomové minulý týden uvedli, že zahlédli záblesk gama záření, ke kterému došlo pouhých 630 milionů let po velkém třesku.
Všechny tyto informace a mnohem více jsou výsledkem dvou revolucí, ke kterým došlo v astronomii gama záření. První je vypuštění dalekohledů Swift a Fermiho v roce 2004 a 2008. Druhým je globální koordinační projekt, který upozorňuje komunitu na záblesky gama záření, aby bylo možné pozorovat jejich dosvit na jiných frekvencích.
V důsledku toho astronomové přešli z hladovění dat o záblescích gama záření k náhlému utonutí v nich. A jak množství špatně pochopených dat každým dnem roste, pomalu začíná být jasné, že záblesky gama záření jsou mnohem složitější a záhadnější, než si kdokoli představoval.
Dnes Maxim Lyutikov z Purdue University v Indianě nastiňuje záhady, nad kterými astronomové lámou hlavu, a umožňuje to fascinující čtení. Zdá se, že existují dva typy záblesků gama: dlouhé trvající tisíce sekund a krátké, které se rozsvítí a zhasnou za méně než sekundu. Jak se tyto různé typy vyskytují, není dosud známo. A nesázejte na to, že budou brzy objeveny další typy burstů.
Tyto výbuchy mají rentgenové dosvity, které se někdy rychle rozpadají a v jiných případech se ustálí na desítky tisíc sekund. Některé záblesky později znovu vzplanou a jiné na okamžik vyseknou, jako selhávající Ford Model T.
Každé z těchto pozorování vyžaduje samostatné vysvětlení a teoretici mají potíže. Shoda je v tom, že záblesky gama paprsků vznikají při nějakém druhu gravitačního kolapsu, při kterém se gravitační energie přemění na kinetickou energii a poté na světlo. Takže supernovy jsou obecně považovány za jeden typ zdroje. Odkud pocházejí ostatní, nikdo neví.
Pak je otázka, jak k takovému kolapsu dochází. Gravitační kolaps implikuje existenci rázové vlny, ale struktura této vlny a to, jak interaguje s čímkoli, co jí stojí v cestě, je špatně pochopeno.
Dokonce i fyzikální mechanismus, kterým se gama záření tvoří, je sporný. Jednou z možností je synchrotronová emise, nabité částice urychlované v magnetickém poli. Odkud toto magnetické pole pochází a jak interaguje s rázovou vlnou, není známo. Další možností je inverzní Comptonova emise, při které vysokoenergetické elektrony zesilují energii fotonů na vyšší frekvence. Vyberte si.
Doufáme, že tyto mechanismy lze sestavit nějakým způsobem, že vysvětlí strukturu dat, která astronomové vidí: záblesky, dosvity a různá časová měřítka, v nichž k nim dochází.
Ale strach, který Ljutikov vyvolává, je ten, že tyto procesy jsou tak složité, že budou navždy mimo smrtelné chápání.
To je zbytečně pesimistické. Pokroky v mnoha oblastech astrofyziky jsou omezeny nedostatkem dat. Astronomie gama záření je výjimkou, alespoň prozatím. Nelze popřít složitost, kterou tato data představují. Ale to, co tento stav věcí představuje, je jedinečná příležitost pro astrofyziky nové generace: vzrušující problém, který si jen žádá řešení.
Ref: arxiv.org/abs/0911.0349 : Gamma Ray Bursts: Back to the Blackboard