Izbruhi gama žarkov so med najmočnejšimi dogodki v vesolju, ki se vnamejo, ko zvezde umrejo v ogromnih eksplozijah ali ko se združijo v ... ogromnih eksplozijah.
Ko se zgodijo te silovite kozmične eksplozije, delujejo kot kozmični svetilniki in sproščajo snope nekatere najsvetlejše svetlobe v vesolju, skupaj s poplavo nevtrinov, tistimi modrostimi, duhovi podobnimi delci, ki skozi vesolje zdrsnejo skoraj v celoti.
Jasno je, da ne bi radi bili izpostavljeni enemu od teh smrtonosnih sunkov energije, ki jih cedijo DNK. Toda fiziki so včasih mislili, da so eksplozije gama žarkov nevarne le, če ste bili v ozki poti enega od curkov, ki prihajajo od eksplozije. Na žalost nova študija, posodobljena v zbirki podatkov o arXiv 29. novembra (vendar še ni bila recenzirana), kaže, da so te izbruhi slaba novica naokoli in lahko pošiljajo smrtonosne žarke pod veliko širšim kotom, kot se je prej mislilo.
Tovarne kozmičnih gama žarkov
Skozi desetletja so astronomi identificirali dve vrsti nebesnih eksplozij gama žarkov (imenovane kratice GRB): dolge, ki trajajo več kot 2 sekundi (do nekaj minut) in kratke, ki trajajo manj kot 2 sekundi. Nismo ravno prepričani, kaj povzroča nastanek GRB-jev v vesolju, vendar se misli, da so dolge nastale, ko največje zvezde v našem vesolju odmrejo v eksplozijah supernove, za seboj puščajo nevtronske zvezde ali črne luknje. Kataklizmična smrt, kot je ta, sprosti slepo ogromne količine energije v sorazmernem blisku in voila! Gama žarki.
Po drugi strani naj bi kratki GRB izvirali iz popolnoma drugačnega mehanizma: združitve dveh nevtronskih zvezd. Ti dogodki niso niti približno tako močni kot njihovi bratranci supernove, vendar lokalno povzročajo dovolj grozljivosti, da ustvarijo bliske gama-žarkov.
Znotraj reaktivnega motorja
Kljub temu, ko nevtronske zvezde trčijo, je to grda stvar. Vsaka nevtronska zvezda tehta večkratno maso Zemljinega sonca, vendar je ta masa stisnjena v kroglo, ki ni širša od običajnega mesta. V trenutku trka med dvema takšnima objektoma srdito krožita drug ob drugem pri zdravem deležu svetlobne hitrosti.
Nato se nevtronske zvezde združijo v večjo nevtronsko zvezdo ali, če so pogoji pravi, črno luknjo, ki za seboj pušča sled uničenja in naplavin iz predhodne kataklizme. Ta obroč snovi se zruši na trup nekdanje nevtronske zvezde in tvori tisto, kar je znano kot akumulacijski disk. V primeru novo nastale črne luknje ta disk napaja pošast v središču kupa razbitin s hitrostjo do nekaj soncev, vrednih plina na sekundo.
Z vso energijo in materialom, ki se vrti okoli njega in se vliva v središče sistema, zapleten (in slabo razumljiv) ples električnih in magnetnih sil navija material in sproži curke te snovi navzgor in stran od jedra, vzdolž osi vrtenja osrednjega predmeta in v okolico. Če se ti letali prebijejo, so videti kot velikanski kratki reflektorji, ki dirkajo stran od trka. In ko se ti reflektorji usmerijo na Zemljo, dobimo impulz gama-žarkov.
Toda ti curki so razmeroma ozki, in dokler GRB ne vidite glavo, ne bi smelo biti tako nevarno, kajne? Ne tako hitro.
Tovarna Neutrino
Izkazalo se je, da curki tvorijo in se odmaknejo od mesta združitve nevtronskih zvezd na zmeden, zapleten način. Plinski oblaki se zasukajo drug na drugega in tokovi sevanja in materiala stran od osrednje črne luknje ne pridejo v lepo in urejeno linijo.
Rezultat je popoln, uničevalni kaos.
V novi raziskavi je par astrofizikov raziskal podrobnosti teh sistemov po trku. Raziskovalci so pozorno spremljali obnašanje masivnih oblakov plina, ko se sami srečujejo v stampedu, ki ga poganjajo rešilni letali.
Včasih se ti plinski oblaki med seboj trčijo in tvorijo udarne valove, ki lahko pospešijo in napajajo lastne sklope sevalnih in visokoenergijskih delcev, znanih kot kozmični žarki. Ti žarki, ki jih sestavljajo protoni in druga težka jedra, dobijo dovolj energije, da pospešijo skoraj do svetlobne hitrosti, zato se lahko začasno združijo, da ustvarijo eksotične in redke kombinacije delcev, kot so pioni.
Pioni nato hitro razpadejo v prhe nevtrinov, drobnih delcev, ki preplavijo vesolje, vendar skoraj nikoli ne delujejo z drugimi snovmi. In ker ti nevtrini nastajajo zunaj ozkega območja curka, ki eksplodira od samega GRB, jih je mogoče opaziti, tudi če ne dobimo polnega eksplozije gama žarkov.
Sami nevtrini so znak, da se srdite, smrtonosne jedrske reakcije dogajajo dlje od središča curkov. Še ne vemo natančno, kako daleč se razteza nevarno območje, vendar je bolje varno kot žal.
Torej, če povzamem: Samo ne pojdite nikamor blizu bližnjih nevtronskih zvezd.
Paul M. Sutter je astrofizik priDržavna univerza Ohio, gostiteljVprašajte vesoljca inVesoljski radioin avtorjaVaše mesto v vesolju.
