Gammakiirguse purunemised on universumi kõige võimsamad sündmused, mis süttivad, kui tähed surevad massiliste plahvatuste korral või kui nad ühinevad… massiliste plahvatuste korral.
Nende vägivaldsete kosmiliste plahvatuste toimumisel toimivad nad nagu kosmilised tuletornid, vabastades universumi kõige eredama valguse kiired koos neutriinode tulvaga - need targad, kummituslikud osakesed, mis libisevad läbi universumi peaaegu täiesti märkamatult.
On selge, et te ei tahaks kokku puutuda ühe sellise surmava, DNA-d praadiva energia purunemisega. Kuid füüsikud arvasid, et gammakiirguse purunemised olid ohtlikud ainult siis, kui asusite ühe plahvatuse tagajärjel tekkinud joa kitsal teel. Kahjuks viitab arXivi andmebaasis 29. novembril värskendatud uus uuring (kuid pole veel eelretsenseeritud), et need pursked on halvad uudised ja võivad saata surmavaid kiiri palju laiema nurga all, kui seni arvati.
Kosmilised gammakiiretehased
Aastakümnete jooksul on astronoomid tuvastanud kahte tüüpi taeva gammakiirguse purunemisi (lühikeseks nimetatakse GRB-deks): pikad, mis kestavad kauem kui 2 sekundit (kuni mitu minutit) ja lühikesed, mis kestavad vähem kui 2 sekundit. Me pole päris kindlad, mis põhjustab GRB-de kosmoses väljaminekut, kuid arvatakse, et pikad tekivad siis, kui meie universumi suurimad tähed surevad supernoova plahvatustes, jättes endast maha neutronitähed või mustad augud. Niisugune kataklüsmiline surm vabastab suhteliselt välkkiirelt tohutult energiat ja voila! Gammakiir puruneb.
Seevastu arvatakse, et lühikesed GRB-d pärinevad täiesti teistsugusest mehhanismist: kahe neutrontähe ühinemisest. Need sündmused pole kaugeltki nii võimsad kui nende supernoova nõod, kuid kohapeal on nad piisavalt hävitavad, et tekitada gammakiirgus.
Reisimootori sees
Ikka, kui neutronitähed kokku põrkavad, on see kole asi. Iga neutronitäht kaalub mitu korda Maa päikese massi, kuid see mass surutakse keraks, mis pole laiem kui tüüpiline linn. Kahe sellise objekti vahelise kokkupõrke hetkel tiirutavad nad raevukalt üksteist valguse kiiruse tervisliku murdosa ulatuses.
Järgmisena ühinevad neutronitähed, moodustades kas suurema neutronitähe või, kui tingimused on sobivad, musta augu, jättes maha hävingu jäljed ja eelmisest kataklüsmist tekkinud prahi. See ainerõngas variseb endise neutronitähe surnukehale, moodustades akretsioonketta. Äsja moodustunud musta augu korral toidab see ketas koletist rusude hunniku keskmes kiirusega kuni mõne päikeseline päike gaasi sekundis.
Kogu energia ja materjali keerutamisel ja süsteemi keskpunkti valamisel kerib keerukas (ja halvasti mõistetav) elektriliste ja magnetiliste jõudude tants materjali üles ja käivitab selle aine joad südamikust üles ja eemale, piki pöörlemistelge keskobjekti ja ümbritsevasse süsteemi. Kui need düüsid läbi tungivad, ilmuvad nad kokkupõrkest eemale hiiglaslike lühikeste prožektoritena. Ja kui need prožektorid Maale suunavad, saame gammakiirguse impulsi.
Kuid need düüsid on suhteliselt kitsad ja seni, kuni te GRB-d ei näe, ei tohiks see olla nii ohtlik, eks? Mitte nii kiiresti.
Neutrino tehas
Selgub, et reaktiivlennukid tekivad ja eemalduvad neutronitähe ühinemise kohalt räbal, keerulisel viisil. Gaasipilved keerduvad ja klapivad üksteise suhtes ning keskmisest mustast august eralduvad kiirgus- ja materjalivood ei tule kenasti ja korras.
Tulemuseks on täielik, hävitav kaos.
Uues uuringus uuris astrofüüsikute paar pärast kokkupõrget nende süsteemide üksikasju. Teadlased pöörasid suurt tähelepanu massiivsete gaasipilvede käitumisele, kui nad pääsesid põgenevate joadega töötavas tormis üle enda.
Mõnikord põrkavad need gaasipilved üksteisega kokku, moodustades lööklaineid, mis võivad kiirendada ja toita nende enda kiirgus- ja suure energiaga osakeste komplekte, mida nimetatakse kosmilisteks kiirteks. Need prootonitest ja muudest rasketest tuumadest koosnevad kiired saavad piisavalt energiat, et kiirendada peaaegu valguse kiiruseni, nii et need võivad ajutiselt sulanduda, et tekitada eksootilisi ja haruldasi osakeste kombinatsioone, nagu pioonid.
Seejärel lagunevad pioonid kiiresti neutriinode dušiteks - pisikesteks osakesteks, mis universumi üle ujutavad, kuid vaevalt kunagi teiste ainetega kokku puutuvad. Ja kuna need neutriinod tekivad väljaspool GRB-st endast eralduva joa kitsast piirkonda, on neid näha ka siis, kui me ei saa gammakiirte täielikku lööki.
Neutriinod ise on märk sellest, et metsikud, surmavad tuumareaktsioonid toimuvad joa keskelt kaugemal. Me ei tea veel täpselt, kui kaugele ohuala ulatub, kuid parem kui ohutu kui kahetseda.
Kokkuvõtlikult: ärge minge lihtsalt neutrontähte põrkavatesse kohtadesse.
Paul M. Sutter on astrofüüsik juuresOhio Riiklik Ülikool, hostKüsi kosmosemehelt jaKosmoseraadio, ja artikli autorSinu koht universumis.
