Universumi kauges nurgas liigub midagi kiiremini kui valgus.
Ei, füüsikaseadusi ei rikuta: On ikka tõsi, et tühja ruumi vaakumis ei saa miski liikuda kiiremini kui valgus. Kuid kui valgus liigub läbi aine, näiteks tähtedevahelise gaasi või laetud osakeste supi kaudu, aeglustub see, mis tähendab, et mõni muu aine võib selle ületada. Ja see võib seletada universumi kõige energilisema valguse, gammakiirguse purunemise imelikku sümmeetriat impulssides.
Need krüptilised purunemised - kaugetest galaktikatest pärit gammakiirguse eredad välgud - tekivad siis, kui suured tähed varisevad või kui ultradenseeruvad neutrontähed põrkuvad. Need kataklüsmid saadavad kuuma, laetud plasma kiiruseületamise suumi läbi ruumi.
Kuid nendel signaalidel on veider sümmeetria ja nende põhjuseks on endiselt mõistatus.
Gammakiirguspurske ei heledaks ega tuhmiks ühes püsivas tipus, vaid hoopis virvendava mustrina, ütles Lõuna-Carolina Charlestoni kolledži astrofüüsik Jon Hakkila.
Hakkila on selle pusle kallal aastaid töötanud. Nüüd on temal ja kaastöötajal lahendus: nii valguse kiirusest aeglasemalt kui ka kiiremini liikuv plasma võiks seda virvendavat mustrit selgitada, nagu nad teatavad ajakirjas The Astrophysical Journal 23. septembril avaldatud artiklis. Kui neil on õigus, võib see aidata meil mõista, mis neid gammakiiri tegelikult tekitab.
"Minu arvates on see suur samm edasi", mis ühendab plasma väikesemahulisi nähtusi meie suuremahuliste vaatlustega, ütles Clemsoni ülikooli astrofüüsik Dieter Hartmann, kes uuringuga ei tegelenud.
Viimastel aastatel on Hakkila leidnud, et gammakiirguse purunemistel on nende üldise heleduse ja tuhmuse kõrval väikesed heleduse kõikumised. Kui lahutate üldise heleduse ja tuhmuse, lahutab teid rida väiksemaid piike - üks primaarne tipp väiksemate heleduse tippudega enne ja pärast. Ja see muster on kummaliselt sümmeetriline. Kui "voltida" muster peamisel tipul üle ja venitada ühele küljele, sobivad mõlemad küljed märkimisväärselt hästi. Teisisõnu vihjab gammakiirguse pulsi valguse muster peegeldatud sündmuste kogumile.
"Mis esiküljel juhtus, juhtus ka tagaküljel," sõnas Hakkila. "Ja sündmused teadsid juhtuda vastupidises järjekorras."
Kuigi astronoomid ei tea, mis põhjustab osakeste skaalal gammakiirguse lõhkemist, on nad üsna kindlad, et see juhtub siis, kui valguse kiiruse lähedal liikuvad plasmajoad interakteeruvad ümbritsevate gaasidega. Hakkila oli üritanud tulla selgitustega, kuidas need olukorrad võivad tekitada sümmeetrilisi valguse impulsse, kui ta kuulis seda Michigani tehnikaülikooli astrofüüsik Robert Nemiroffilt.
Nemiroff uuris, mis juhtub, kui objekt liigub ümbritsevast keskkonnast kiiremini kui tema kiirgav valgus, mida nimetatakse superluminaalseks liikumiseks. Varasemates uuringutes oli Nemiroff leidnud, et kui selline objekt liigub valgusest aeglasemalt kiiremini kui valgus või vastupidi, võib see üleminek käivitada relativistliku pildi kahekordistumise nähtuse. Nemiroff mõtles, kas see võib seletada sümmeetrilisi mustreid, mida Hakkila leidis gammakiirguse purskeimpulssides.
Mis siis täpsemalt on "relativistlik pilt kahekordistuma?" Kujutage ette paati, mis tekitab vilinaid, kui see liigub üle järve kalda poole. Kui paat liigub aeglasemalt, kui see tekitab laineid, näeb kaldal seisvat inimest, et paadi rebendid löövad kaldale järjekorras, nagu paat need lõi. Kuid kui paat liigub kiiremini kui tema loodud lained, siis möödub paat sellest, mille ta loob, ainult selleks, et luua uus pulss selle ette ja nii edasi. Sel moel jõuavad paadi tekitatud uued lained kaldale varem kui esimesed selle tekitatud lained. Kaldal seisval inimesel on kaljuseid lööke kaldu järjekorras.
Sama mõte kehtib gammakiirguspurske kohta. Kui gammakiirguse purunemise põhjus liigub kiiremini kui valgus, mida see kiirgab läbi ümbritseva gaasi ja aine, näeksime emissioonimustrit kronoloogilises järjekorras vastupidises järjekorras.
Hakkila ja Nemiroff väitsid, et see võib moodustada poole gammakiirguspurske sümmeetrilisest impulsist.
Aga mis siis, kui materjal liikus kõigepealt valguse kiirusest aeglasemalt, kuid siis kiirendas? Mis siis, kui see algas kiiresti ja siis aeglustus? Mõlemal juhul võime näha emissiooni nii kronoloogilises järjekorras kui ka vastupidises kronoloogilises järjekorras üksteise järel, tehes sümmeetrilise impulsi mustri, nagu sümmeetrilised tipud, mida täheldati gammakiirguspursketes.
Sellel mõistatusel on veel puudu tükke. Esiteks ei tea teadlased siiani, mis neid purskeid mikroskoopilisel skaalal põhjustas. Kuid see pakutud mudel annab uurijatele jahi ajal ühe väikese näpunäite gammakiirguse purunemise lõpliku põhjuse leidmiseks, ütles Hartmann.
