Vova Krasen
0 
3796
993
Rozbłyski gamma należą do najpotężniejszych zdarzeń we wszechświecie, zapala się, gdy gwiazdy giną w potężnych eksplozjach lub gdy łączą się w… masywnych eksplozjach.
Gdy te gwałtowne kosmiczne eksplozje mają miejsce, zachowują się jak kosmiczne latarnie morskie, uwalniając promienie jednych z najjaśniejszych świateł we wszechświecie, wraz z powodzią neutrin, tych delikatnych, przypominających duchy cząstek, które prześlizgują się przez wszechświat prawie całkowicie niezauważone.
Najwyraźniej nie chciałbyś zostać narażony na jeden z tych śmiercionośnych wybuchów energii powodujących smażenie DNA. Ale fizycy uważali, że rozbłyski gamma są niebezpieczne tylko wtedy, gdy znajdujesz się na wąskiej ścieżce jednego z dżetów pochodzących z eksplozji. Niestety, nowe badanie zaktualizowane w bazie danych arXiv 29 listopada (ale jeszcze nie recenzowane) sugeruje, że te erupcje są złymi wiadomościami dookoła i mogą wysyłać śmiertelne promienie pod znacznie szerszym kątem niż wcześniej sądzono..
Kosmiczne fabryki promieniowania gamma
Przez dziesięciolecia astronomowie zidentyfikowali dwa rodzaje niebiańskich rozbłysków gamma (zwanych w skrócie GRB): długie trwające dłużej niż 2 sekundy (do kilku minut) i krótkie trwające mniej niż 2 sekundy. Nie jesteśmy do końca pewni, co powoduje powstawanie GRB w kosmosie, ale uważa się, że te długie powstają, gdy największe gwiazdy w naszym wszechświecie giną w eksplozjach supernowych, pozostawiając gwiazdy neutronowe lub czarne dziury. Taka kataklizmiczna śmierć wyzwala we względnym błysku oślepiająco ogromne ilości energii i voila! Rozbłyski gamma.
Z drugiej strony uważa się, że krótkie GRB powstają z zupełnie innego mechanizmu: połączenia dwóch gwiazd neutronowych. Wydarzenia te nie są tak potężne, jak ich kuzyni supernowych, ale sieją tyle lokalnie spustoszenia, aby wytworzyć błysk promieniowania gamma.
Wewnątrz silnika odrzutowego
Jednak zderzenie gwiazd neutronowych jest brzydkie. Każda gwiazda neutronowa waży kilka razy więcej niż masa Słońca na Ziemi, ale ta masa jest ściśnięta w kulę nie szerszą niż typowe miasto. W momencie zderzenia między dwoma takimi obiektami okrążają się one zaciekle ze zdrową ułamkiem prędkości światła.
Następnie gwiazdy neutronowe łączą się, tworząc większą gwiazdę neutronową lub, jeśli warunki są odpowiednie, czarną dziurę, pozostawiając po sobie ślad zniszczenia i szczątki z poprzedniego kataklizmu. Ten pierścień materii zapada się na zwłoki dawnej gwiazdy neutronowej, tworząc tak zwany dysk akrecyjny. W przypadku nowo utworzonej czarnej dziury, dysk ten zasila potwora w sercu stosu wraku z szybkością do kilku słońc gazu na sekundę.
Gdy cała energia i materiał wirują i wpływają do środka układu, skomplikowany (i słabo zrozumiany) taniec sił elektrycznych i magnetycznych zwija materiał i wyrzuca strumienie tej materii w górę i z dala od rdzenia wzdłuż osi spinu obiektu centralnego i do otaczającego systemu. Jeśli te odrzutowce przebijają się, wyglądają jak gigantyczne, krótkie reflektory uciekające przed zderzeniem. A kiedy te reflektory celują w Ziemię, otrzymujemy impuls promieniowania gamma.
Ale te odrzutowce są stosunkowo wąskie i dopóki nie widzisz czołowego GRB, nie powinno to być takie niebezpieczne, prawda? Nie tak szybko.
Fabryka neutrin
Okazuje się, że dżety formują się i oddalają od miejsca połączenia gwiazd neutronowych w skomplikowany, chaotyczny sposób. Obłoki gazu skręcają się i plączą na sobie, a przepływy promieniowania i materiału z dala od centralnej czarnej dziury nie tworzą zgrabnej i uporządkowanej linii.
Rezultatem jest całkowity, destrukcyjny chaos.
W nowym badaniu para astrofizyków zbadała szczegóły tych układów po zdarzeniu kolizji. Naukowcy zwrócili szczególną uwagę na zachowanie masywnych chmur gazu, gdy potykają się o siebie w panice napędzanej uciekającymi strumieniami.
Czasami te chmury gazu zderzają się ze sobą, tworząc fale uderzeniowe, które mogą przyspieszać i zasilać ich własne zestawy promieniowania i wysokoenergetyczne cząstki, zwane promieniami kosmicznymi. Promienie te, zbudowane z protonów i innych ciężkich jąder, pobierają wystarczającą ilość energii, aby przyspieszyć do prędkości bliskiej prędkości światła, dzięki czemu mogą tymczasowo łączyć się, tworząc egzotyczne i rzadkie kombinacje cząstek, takich jak piony.
Następnie piony szybko rozpadają się na pęki neutrin, maleńkich cząstek, które zalewają wszechświat, ale rzadko oddziałują z inną materią. A ponieważ te neutrina są wytwarzane poza wąskim obszarem wybuchu dżetu z dala od samego GRB, można je zobaczyć nawet wtedy, gdy nie otrzymujemy pełnego podmuchu promieni gamma.
Same neutrina są oznaką, że groźne, śmiercionośne reakcje jądrowe zachodzą dalej od środka dżetów. Nie wiemy jeszcze dokładnie, jak daleko rozciąga się strefa zagrożenia, ale lepiej bezpiecznie niż przykro.
Podsumowując: po prostu nie zbliżaj się do zderzających się gwiazd neutronowych.
Paul M. Sutter jest astrofizykiem w Uniwersytet Stanowy Ohio, gospodarzem Zapytaj kosmonautę i Space Radio, i autor Twoje miejsce we Wszechświecie.
- 9 pomysłów na czarne dziury, które rozwalą twój umysł
- Co to jest? Odpowiedzi na pytania dotyczące fizyki
- Kosmiczni rekordziści: 12 największych obiektów we Wszechświecie
Pierwotnie opublikowano w dniu .
Zobacz wszystkie komentarze (1)