211service.com
Gamma staru astronomija: labais, sliktais un neglītais
Gamma staru uzliesmojumi ir radījuši pastāvīgu satraukumu, kopš tos 1960. gados atklāja ASV militārie satelīti, meklējot pierādījumus par slepeniem kodolieroču izmēģinājumiem.
Kad tie izgaismo debesis, gamma staru uzliesmojumi ir spilgtākie objekti Visumā. Tie izstaro tik daudz gaismas, ka astronomi uzskata, ka tā ir kaut kādā veidā jākolimē, pretējā gadījumā kopējā emisija nevarētu rasties no pašlaik saprotamās astrofizikālās parādības. Kā tas ir, tie dažu sekunžu laikā atbrīvo enerģiju, kas ir līdzvērtīga pārējai Saules masai.
Tas padara tos par cilvēces interesēm vairāk nekā īslaicīgu. Gamma staru uzliesmojumi Piena ceļā, iespējams, pagātnē izraisīja masveida izmiršanu uz Zemes un tādējādi var apdraudēt mūs nākotnē.
Tomēr gamma staru uzliesmojums Piena ceļā nekad nav redzēts. Patiesībā tie parasti ir visattālākie un līdz ar to arī vecākie astronomiskie objekti, ko varam redzēt. Astronomi pagājušajā nedēļā teica, ka ir pamanījuši gamma staru uzliesmojumu, kas notika tikai 630 miljonus gadu pēc Lielā sprādziena.
Visa šī informācija un daudz kas cits ir divu gamma staru astronomijā notikušu apgriezienu rezultāts. Pirmais ir Swift un Fermi gamma staru teleskopu palaišana attiecīgi 2004. un 2008. gadā. Otrais ir globāls koordinācijas projekts, kas brīdina sabiedrību par gamma staru uzliesmojumiem, lai to pēcspīdumus varētu novērot citās frekvencēs.
Rezultātā astronomi no datu trūkuma par gamma staru uzliesmojumiem ir kļuvuši par pēkšņu noslīkšanu tajos. Tā kā ar katru dienu pieaug slikti saprotamo datu apjoms, pamazām kļūst skaidrs, ka gamma staru uzliesmojumi ir daudz sarežģītāki un noslēpumaināki, nekā kāds varētu iedomāties.
Šodien Maksims Ļutikovs Purdue Universitātē Indiānā izklāsta noslēpumus, par kuriem astronomi ir neizpratnē, un tas padara to par aizraujošu lasīšanu. Šķiet, ka ir divu veidu gamma staru uzliesmojumi: garie, kas ilgst tūkstošiem sekunžu, un īsie, kas ieslēdzas un izslēdzas mazāk nekā sekundē. Kā šie dažādie veidi rodas, vēl nav zināms. Un neceriet, ka drīzumā tiks atklāti citi uzliesmojuma veidi.
Šiem uzliesmojumiem ir rentgenstaru pēcspīdēšana, kas dažkārt ātri samazinās un citos gadījumos saglabājas plato desmitiem tūkstošu sekunžu. Daži uzliesmojumi vēlāk uzliesmo vēlreiz, bet citi uz brīdi nodziest, piemēram, Ford Model T, kas aizdegas.
Katrs no šiem novērojumiem prasa atsevišķu skaidrojumu, un teorētiķi cīnās. Vienprātība ir tāda, ka gamma staru uzliesmojumus rada sava veida gravitācijas sabrukums, kurā gravitācijas enerģija tiek pārvērsta kinētiskā enerģijā un pēc tam gaismā. Tātad supernovas parasti tiek uzskatītas par viena veida avotiem. No kurienes nāk pārējie, neviens nezina.
Tad ir jautājums, kā šāds sabrukums notiek. Gravitācijas sabrukums nozīmē triecienviļņa esamību, taču šī viļņa struktūra un tā mijiedarbība ar jebko savā ceļā ir slikti izprotama.
Pat fiziskais mehānisms, ar kura palīdzību veidojas gamma stari, tiek apstrīdēts. Viena iespēja ir sinhrotronu emisija, uzlādētas daļiņas tiek paātrinātas magnētiskajā laukā. No kurienes nāk šis magnētiskais lauks un kā tas mijiedarbojas ar triecienvilni, nav zināms. Vēl viena iespēja ir apgrieztā Komptona emisija, kurā augstas enerģijas elektroni palielina fotonu enerģiju līdz augstākām frekvencēm. Izvēlieties savu.
Cerams, ka šos mehānismus varēs kaut kādā veidā apvienot, lai tie izskaidros astronomu redzēto datu struktūru: uzliesmojumus, pēcspīdumus un dažādus laika posmus, kuros tie notiek.
Bet bailes, ko Ļutikovs rada, ir tas, ka šie procesi ir tik sarežģīti, ka uz visiem laikiem būs ārpus mirstīgās izpratnes.
Tas ir nepamatoti pesimistiski. Sasniegumus daudzās astrofizikas jomās ierobežo datu trūkums. Gamma staru astronomija ir izņēmums, vismaz uz šo brīdi. Nevar noliegt šo datu sarežģītību. Bet tas, ko šis lietu stāvoklis atspoguļo, ir lieliska iespēja jaunās paaudzes astrofiziķiem: aizraujoša problēma, kas tikai lūdz to atrisināt.
Atsauce: arxiv.org/abs/0911.0349 : Gamma staru pārrāvumi: Atpakaļ uz tāfeles