Bljesak gama-zračenja

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
Umetnička ilustracija koja prikazuje život masivne zvezde dok nuklearna fuzija konvertuje lakše elemente u teže. Kad fuzija više ne stvara dovoljno pritiska da se uravnotežava gravitacija, zvezda brzo kolapsira i formira crnu rupu. Teoretski, energija može da bude oslobođena tokom kolapsa duž ose rotacije čime se formira bljesak gama zračenja.

Bljesak, izboj ili provala gama-zračenja (engl. gamma-ray burst, GRB)[1][2] je snažni bljesak gama zračenja koji je u svezi s krajnjim energijskim eksplozijama uočenim u udaljenim galaksijama.[3] Izvangalaksijski bljeskovi gama-zračenja otkriveni su u nedavnoj prošlosti, 1967. godine. Ovi fenomeni pokazuju varijabilne svetlosne krivulje na kratkim vremenskim lestvicama, dok im je spektar netermički.[4] Ovi su objekti najzagonetniji i najtajnovitiji objekti u poznatom Svemiru. Budući da su u spektru gama-zraka, ljudsko ih oko ne vidi, pa se posmatraju posebnim preciznim astronomskim uređajima. Prosečno se uoči tri bljeska dnevno. Količina tog zračenja toliko je velika da će Sunce istu količinu proizvesti tek tokom 10 milijardi godina sjaja, a toliko se predviđa da će biti Sunčev vek postojanja.[1]

Izmereno je da jedan ovakav izboj u samo nekoliko sekundi proizvode 1044 Džula energije, a prostor iz kojega se oslobodi tolika energija prečnika je tek nekoliko desetina kilometara. Ovo su najsnažnije eksplozije za koje se zna u poznatom Svemiru.[1]

Mogu trajati od nekoliko desetana milisekundi do nekoliko minuta.[5][6][7] U kratke se ubrajaju bljeskovi od nekoliko ms do nekoliko 100 s. Vrlo su intenzivni, energije između 100 keV i 1 MeV.[4] Po pravilu ga prati zračenje većih talasnih dužina (X-zračenje, ultraljubičasto, optičko, infracrveno, mikrotalasno i radiozračenje) opaženo na duljim vremenskim skalama.[8] Zbog ovog naknadnog zračenja (engl. afterglow) dužih talasnih duljina – u X, vidljivom i radio području, određena je 1997. udaljenost bljeskova gama zračenja. Rečeno naknadno zračenje dolazi posle promptnog gama-zračenja na dužim vremenskim lestvicama. Budući da su crte u spektru naknadnog zraćenja visokog crvenog pomaka, to ukazuje da se bljeskovi gama-zračenja nalaze u udaljenim galaksijama.[4]

Kratki bljeskovi gama-zračenja traju dve sekunde ili manje i nastaju u sudaru neutronskih zvezda, dugi koji traju oko minuta nastaju eksplozijom velikih zvezda, čime nastaju crne jame, dok krajnje dugi bljeskovi nastaju verojatno u istom procesu ali od puno većih zvezda.[9]

Na Božić 2010. NASA-in svemirski teleskop Swift je snimio bljesak tela GRB 101225A koji je trajao duže od pola sata. Telo GRB 101225A udaljeno je oko 5 i po milijardi svetlosnih godina. Ovaj je GRB pokazao drukčije osobine od ostalih. Dok je kod običnih GRB-ova zračenje posledica sudara hladnog mlaza materije sa međuzvezdanim gasom, spektar GRB 101225A imao je snažne karakteristike toplotnog zračenja. Objašnjenje izračunato preko simulacija superračunara bilo je da je GRB 101225A nastao u binarnom sistemu zvezda spajanjem neutronske zvezde sa helijumskim jezgrom zvezde-diva. Naučnici su zaključili da je neutronska zvezda ušla u zvezdu-diva, poremetila je čime je ova izgubila skoro sav vodonični omotač. Kraj kretanja neutronske zvezde bilo je dramatično stapanjem sa helijumskim jezgrom koje je pokrenulo eksploziju ogromnih razmera.[10]

Najduži ikad bljesak gama-zraka trajao je vrlo dugo, čak 7 sati i najduži je u savremenoj istoriji. Verojatno je nastao u eksploziji plavog superdiva. Uočili su ga astronomi sa univerzitetu Vorvik u Engleskoj, koji su već ranije otkrili dosad nepoznate dugotrajne bljeskove gama zračenja. Od 2010. i 2012. otkrili su tri takva bljeska gama zraka, dok je GRB 111209A iz aprila 2013. bio najduži.[9]

Ovolika količina emitovanih gama-zraka povezuje se sa egzotičnim svemirskim objektima poput eksplodirajućih zvezda (supernova), neutronskih zvezda, crnih jama i kvazara, s obzirom na to da ovi visokoenergijski procesi uključuju i visokoenergijsko zračenje. Navedeni mogući izvori sami po sebi nisu dovoljni da bi nastao jedan ovakav veliki energijski bljesak. Da bi se ovo dogodilo, moraju postojati posebni odnosi. Još nije u potpunosti objašnjen mehanizam kako nastaje ova ognjena kugla. Većina teorija uključuje kolaps binarnog sistema neutronskih zvezda. [1]

Međunarodni tim naučnika kolaboracije MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov), u članku koji je objavio časopis Science, izvestila je o snažnom bljesku visokoenergijskog gama-zračenja iz galaksije IC 310. Izmerena je do sad najbrža vremenska promenu zračenja u relativističkom mlazu jedne supermasivne crne rupe, što ima za posledicu da je mnogo manje područje u kojem se stvara gama-zračenje nego što se dosad smatralo.[11]

Pri tom promatranju (MAGIC-ovi teleskopi i teleskopi Evropske mreže radioteleskopa – VLBI, European VLBI Network) uočen je izuzetno ravan mlaz plazme. Ishodište mu je neposredno u blizini supermasivne crne rupe koja se nalazi u središtu galaksije. Budući da bljesak gama-zračenja treperi na vremenskoj lestvici manjoj od pet minuta, to ukazuje da zračenje potiče iz područja manjeg od događajnog horizonta crne rupe. Ovo što su naučnici otkrili potpora je tezi da gama-zraci nastaju zbog čestica koje su ubrzane snažnim električnim poljima u vrlo uskom području blizu crne rupe. Ovako je nešto očekivano blizu brzorotirajućih crnih rupa koje radiomlazove napajaju smanjivanjem svoje rotacijske energije.[11]

Naučnici na osnovu dosadašnjih spoznaja veruju da u središtima galaksija postoje supermasivne crne rupe. Masa im je od milion pa do nekoliko milijarci masa Sunca, što je slučaj i kod posmatrane galaksije IC 310, koja je u skupu galaksija Perzej, udaljena 260 miliona svetlosnih godina. Već od pre ta je galaksija bila poznata po dugačkom snažnom radiomlazu. Snaga emisije tolika je da je kao zračenje deset milijarda zvezda. Radiomlaz izlazi iz središta te galaksije, ali izvor tog mlaza bio je zagonetka decenijama. Mlaz nastaje u izuzetno kompaktnom središnjem delu galaksije.[11]

Posle 1997. određeno je više od dvesta crvenih pomaka za izboje gama-zračenja, srednje vrednosti z ~ 2, maksimuma od z ~ 9,2 što odgovara starosti Svemira od 540 Myr. Naučnici su kombinovali varijabilnosti na kratkim vremenskim skalama i ogromne energije. Kombinovanjem su zaključili da su provale gama-zračenja u svezi s kataklizmičkim događajima koji vode na formaciju kompaktnog objekta, najverojatnije akrecijske crne rupe. Tvrdnja da emisija zračenja dolazi iz relativističkog mlaza koji potiče iz kompaktnog izvora nalazi dodatno uporište u opažanju gama-zraka iznad praga za produkciju parova osigurava dodatni dokaz da emisija zračenja dolazi iz relativističkog mlaza.[4] Ova zračenja u području visokih energija (GeV) prate satelit Fermi te u novije vreme teleskopi MAGIC i CTA.

Vidi još[уреди]

Reference[уреди]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Franić, Zdenko. „Svemirski bljeskovi gama zraka”. Priroda, 1998;852/853:10-11. Institut za medicinska istraživanja i medicinu rada (internet). Приступљено 9. 8. 2015. 
  2. ^ „Gama-astronomija”. LZMK. Приступљено 9. 8. 2015. 
  3. ^ „Gamma Rays”. NASA. Архивирано из оригинала на датум 2. 5. 2012. 
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 Bošnjak, Željka. „Istrazivanje astrofizickih ultrarelativistickih mlazova kroz opservacije i modeliranje ekstragalaktickih bljeskova gama zracenja”. Sveučilište u Rijeci. Архивирано из оригинала на датум 12. 09. 2015. Приступљено 9. 8. 2015. 
  5. ^ Atkinson, Nancy (17. 4. 2013). „New Kind of Gamma Ray Burst is Ultra Long-Lasting”. Universetoday.com. Приступљено 15. 5. 2015. 
  6. ^ Gendre, B.; Stratta, G.; Atteia, J. L.; Basa, S.; Boër, M.; Coward, D. M.; Cutini, S.; d'Elia, V.; Howell, E. J; Klotz, A.; Piro, L. (2013). „The Ultra-Long Gamma-Ray Burst 111209A: The Collapse of a Blue Supergiant?”. The Astrophysical Journal. 766 (1): 30. Bibcode:2013ApJ...766...30G. arXiv:1212.2392Слободан приступ. doi:10.1088/0004-637X/766/1/30. 
  7. ^ Graham, J. F.; Fruchter, A. S. (2013). „The Metal Aversion of LGRBs”. The Astrophysical Journal. 774 (2): 119. Bibcode:2013ApJ...774..119G. arXiv:1211.7068Слободан приступ. doi:10.1088/0004-637X/774/2/119. 
  8. ^ Bošnjak, Željka (22. 4. 2013). „Ekstragalaktički bljeskovi gama–zračenja”. Festival znanosti. Архивирано из оригинала на датум 04. 08. 2016. Приступљено 9. 8. 2015. 
  9. 9,0 9,1 Hruškovec, Ivan (17. 4. 2013). „Bljesak gama zraka najjača je eksplozija od Velikog praska?”. 24 sata. Приступљено 9. 8. 2015. 
  10. ^ mvi/VLM (1. 12. 2011). „Hrvat otkrio tajnu moćnih bljeskova gama zraka u svemiru”. Večernji list BiH. Приступљено 9. 8. 2015. 
  11. 11,0 11,1 11,2 „Snažni bljeskovi s horizonta događaja”. Institut Ruđer Bošković. 6. 11. 2014. Приступљено 9. 8. 2015. 

Literatura[уреди]

Spoljašnje veze[уреди]