Izbruhi gama žarkov, močni utripi svetlobe so najsvetlejši dogodki v našem vesolju, ki trajajo največ nekaj sekund ali minut. Nekateri so tako svetli, da jih je mogoče opazovati s prostim očesom, kot je razpok GRB 080319B, ki ga je odkrila NASA-ina misija Swift GRB Explorer 19. marca 2008.
Toda kljub njihovi intenzivnosti znanstveniki ne poznajo razloga za pojav razpokov gama žarkov. Nekateri ljudje na splošno verjamejo, da gre za sporočila tujih civilizacij. In tako je znanstvenikom uspelo znova ustvariti mini različico razpokov gama žarkov v laboratoriju in odkriti popolnoma nov način preučevanja njihovih lastnosti. Rezultati so bili objavljeni v pismih o fizičnem pregledu.
Eden od razlogov za pojav gama žarkov je, da nekako nastanejo z izmetom curkov delcev, ki jih ustvarijo ogromni astrofizični predmeti, kot so črne luknje. Zaradi tega so razpoki gama žarkov izjemno zanimivi za astrofizike. Podrobno jih je razkrilo ključne lastnosti črnih lukenj, v katerih se rodijo ti plameni.
Žarki, ki jih oddajajo črne luknje, so v glavnem sestavljeni iz elektronov in njihovih "antimaterialnih" spremljevalcev, pozitronov. Vsi delci imajo antimaterijo, ki jim je enaka v vsem, razen naboja. Takšni žarki morajo imeti močna magnetna polja. Vrtenje teh delcev v polju povzroči močne razpoke gama sevanja. Vsaj tako napovedujejo naše teorije. Toda nihče ne ve, kako naj bi se ta polja rodila.
Na žalost je pri preučevanju teh sunkov več težav. Ne živijo le zelo malo, ampak - in to je najbolj problematično - in se rodijo v oddaljenih galaksijah, včasih milijardo svetlobnih let od Zemlje.
Zato se zanašate na nekaj, kar je neverjetno daleč, pojavi se po naključju in živi nekaj sekund. Kot bi poskušali ugotoviti, iz česa je sveča, saj imajo le iskre sveč, ki se občasno prižgejo na tisoče kilometrov.
Najmočnejši laser na svetu
Promocijski video:
V zadnjem času je bilo predlagano, da je najboljši način, da ugotovimo, kako nastanejo gama žarki, da jih v majhnem merilu v laboratoriju simuliramo z ustvarjanjem majhnega vira elektronsko-pozitronskih žarkov in gledamo, kako se razvijajo sami. Znanstvenikom iz ZDA, Francije, Velike Britanije in Švedske je uspelo ustvariti majhno različico tega pojava z uporabo najzmogljivejših laserjev na Zemlji, kot je laser Gemini, ki je pripadal laboratoriju Rutherford-Appleton v Angliji.
Kako močan je najmočnejši laser na Zemlji? Vzemite vso sončno energijo, ki pokriva celotno Zemljo in jo stisnite do nekaj mikronov (debelina človeškega lasu) in dobili boste moč laserskega posnetka Gemini. Z udarcem kompleksne tarče z laserjem so znanstveniki lahko izpustili ultra hitre in goste kopije astrofizičnih curkov in ustvarili ultra hitre animacije svojega vedenja. Rezultat je osupljiv: znanstveniki so posneli pravi curek, ki se razteza na tisoče svetlobnih let, in ga stisnili na nekaj milimetrov.
Znanstveniki so prvič lahko opazovali ključne pojave, ki igrajo pomembno vlogo pri ustvarjanju gama žarkov, kot je samogeneracija magnetnih polj, ki trajajo dlje časa. To je omogočilo potrditev nekaterih večjih teoretičnih napovedi o moči in porazdelitvi teh polj. Naš trenutni model, ki se uporablja za razumevanje razpokov gama žarkov, je na pravi poti.
Ta poskus bo koristen ne le za razumevanje razpokov gama žarkov. Snov, sestavljena iz elektronov in pozitronov, je izjemno zanimivo stanje snovi. Normalno snov na Zemlji sestavljajo večinoma atomi: težka, pozitivno nabita jedra, obdana z oblaki svetlobe, negativno nabiti elektroni.
Zaradi neverjetne razlike v teži med tema dvema komponentama (najlažje jedro tehta 1836 krat več kot elektron) skoraj vsi pojavi, ki jih doživljamo v vsakdanjem življenju, izhajajo iz dinamike elektronov, ki veliko hitreje reagirajo na vsak vhod od zunaj (svetloba, drugi delci, magnetna polja itd.) kot jedra. Toda v elektronsko-pozitronskem snopu imata oba delca enako maso, zato se neskladje v reakcijskem času popolnoma odpravi. To vodi do številnih očarljivih posledic. Na primer, zvok ne bi obstajal v svetu elektronov-pozitronov.
Zakaj bi sploh morali skrbeti za tako oddaljene dogodke? Pravzaprav obstaja razlog. Najprej bomo razumeli, kako se rojevajo gama žarki, da bomo razumeli veliko več o črnih luknjah in odprli veliko okno za razumevanje, kako je nastalo naše vesolje in kako se bo razvijalo. Drugič, obstaja bolj subtilen razlog. SETI - iskanje nezemeljske inteligence - išče sporočila tujih civilizacij, poskuša ujeti elektromagnetne signale iz vesolja, ki jih ni mogoče razložiti na naraven način (večinoma radijski valovi, s tem sevanjem pa so povezani tudi razpoki gama žarkov).
Seveda, če detektor usmerite v vesolje, dobite veliko različnih signalov. Da pa izolirate prenos inteligentnih bitij, se morate najprej prepričati o vseh naravnih virih, ki jih je mogoče in jih je treba izključiti. Nova študija nam bo pomagala razumeti emisije iz črnih lukenj in pulsarjev, zato ko se spet spotaknemo z njimi, vemo, da niso tujci.
Ilya Khel