Gammakiirguspursked
Gammakiirguspursked (GRB) on äärmiselt energiliste plahvatuste gammakiirguse välgud. Neid on täheldatud kaugetes galaktikates. Need on kõige heledamad elektromagnetilised sündmused, mida universumis teadaolevalt esineb.
Hulgad võivad kesta millisekunditest kuni mitme minutini, kuigi tüüpiline hoog kestab paar sekundit. Esimesele purskele järgneb tavaliselt pikemaajaline "järelhelendus", mis kiirgab pikematel lainepikkustel (röntgen-, ultraviolett-, nähtav valgus, infrapuna- ja raadiolained).
Enamik GRB-dest on kitsas intensiivse kiirguse kiirgusvihk, mis vabaneb supernoova ajal, kui tohutu kiiresti pöörlev täht kollabiseerib ja moodustab musta augu. GRB-de alamkategooria (lühikesed" pursked) näib tulenevat teistsugusest protsessist, võib-olla kahe neutrontähe ühinemise tagajärjel.
Enamiku GRB-de allikad on Maast miljardite valgusaastate kaugusel. See viitab sellele, et plahvatused on äärmiselt energilised: tüüpiline plahvatus vabastab mõne sekundiga sama palju energiat kui Päike kogu oma 10 miljardi aasta pikkuse eluea jooksul. Need on väga haruldased (mõned galaktika kohta miljoni aasta jooksul).
Kõik täheldatud GRB-d on pärit väljastpoolt Linnutee galaktikat. Sarnased nähtused, pehmed gammakordaja välgud, on seotud Linnutee sees asuvate magnetaaridega. On oletatud, et gammakiirguse plahvatus Linnuteel võib põhjustada Maal massilise väljasuremise. Ühtegi sellist juhtumit ei ole teada.
Kunstniku illustratsioon heledast gammakiirguse purskest, mis toimub tähtede tekkepiirkonnas. Plahvatuse energia on kiiritatud kahte kitsasse, vastassuunasesse joatorusse.
Ajalugu
Gammakiirguse plahvatusi täheldati esmakordselt 1960ndate lõpus USA Vela-satelliitide abil, mis ehitati selleks, et avastada kosmoses katsetatud tuumarelvade poolt kiirgatud gammakiirguse impulsse.
2. juulil 1967, kell 14.19 UTC, avastasid satelliidid Vela 4 ja Vela 3 gammakiirguse välgu, mis ei ole võrreldav ühegi teadaoleva tuumarelva tunnusega. Kuna Los Alamose teaduslaboratooriumi meeskond ei olnud kindel, mis oli juhtunud, kuid ei pidanud asja eriti kiireloomuliseks, talletas andmed uurimise jaoks.
Analüüsides erinevate satelliitide poolt tuvastatud pursete erinevaid saabumisaegu, suutis uurimisrühm määrata kuueteistkümne pursete12-16 ligikaudsed hinnangud taevas paiknemise kohta ja välistada lõplikult maapealse või päikesepäritolu. Avastus avaldati 1973. aastal.
Kõigi BATSE missiooni ajal avastatud gammakiirguse pursete asukohad taevas. Jaotus on juhuslik, ilma kontsentratsioonita Linnutee tasapinna suunas, mis kulgeb horisontaalselt läbi pildi keskpunkti.
Pikad gammakiirguse pursked
Enamik täheldatud sündmusi kestab kauem kui kaks sekundit ja neid liigitatakse pikkade gammakiirguse pursete hulka. Neid on uuritud palju üksikasjalikumalt kui nende lühikesi vasteid. Peaaegu kõik hästi uuritud pikad gammapursked on seotud kiiresti tekkiva galaktikaga ja paljudel juhtudel ka tuumakollapsiga supernoovaga. See seob pikad GRB-d massiivsete tähtede surmaga. Pika GRB järelvalguse vaatlused suure punnihutuse juures (suured vahemaad) viitavad ka sellele, et GRB-d on tekkinud tähtede tekkimise piirkondades. See tuleneb sellest, et kaugete galaktikate vaatlemine tähendab tagasivaatamist ajas varasemas staadiumis olevatesse galaktikatesse.
Energetika
Arvatakse, et gammakiirguse plahvatused on väga kontsentreeritud plahvatused, kus suurem osa plahvatusenergiast liigub kitsas relativistlikus joas kiirusega üle 99,995% valguse kiirusest.
Jeti ligikaudset nurga laiust (st kiirguse ulatust) saab hinnata otse, jälgides "jeti katkestusi" järelvalguse valguskõverates: aeg, mille järel aeglaselt kahanev järelvalgus hakkab järsult tuhmuma, kuna jett aeglustub ja ei suuda enam oma kiirgust nii tõhusalt kiirata. Vaatluste põhjal võib järeldada, et joa nurk on märkimisväärselt varieeruv vahemikus 2-20 kraadi.
Kuna nende energia on tugevalt kiirgatud (väga kitsas), ei jõua enamiku pursete poolt kiiratav gammakiirgus Maast mööda ja seda ei avastata kunagi. Kui gammakiirguse purskekiirgus on suunatud Maa poole, siis selle energia koondumine suhteliselt kitsasse kiirgusseeriasse põhjustab, et purskekiirgus paistab palju heledamana, kui see oleks olnud, kui selle energia oleks kiiratud sfääriliselt. Kui seda efekti arvesse võtta, siis täheldatakse, et tüüpiliste gammakiirguse pursete tegelik energiahulk on umbes 1044 J ehk umbes 1/2000 Päikese massi energiaekvivalendist.
See on võrreldav heleda Ib/c-tüüpi supernoova (mida mõnikord nimetatakse ka "hüpernoovaks") käigus vabaneva energiaga. Väga heledaid supernoovasid on täheldatud mõne lähima GRB asukohas.
Küsimused ja vastused
K: Mis on gammakiirguse plahvatused?
V: Gammakiirguspursked (GRB) on äärmiselt energiliste plahvatuste gammakiirguse sähvatused.
K: Kui kaua GRB-d tavaliselt kestavad?
V: GRB-d võivad kesta millisekunditest kuni mitme minutini, kuigi tüüpiline purskekiirgus kestab paar sekundit.
K: Mis on enamiku GRB-de allikas?
V: Enamik GRB-dest on kitsas intensiivse kiirguse kiirgusvihk, mis vabaneb supernoova ajal, kui tohutu kiiresti pöörlev täht variseb kokku, moodustades musta augu.
K: Kust pärineb enamik täheldatud GRB-dest?
V: Kõik täheldatud GRB-d on pärit väljastpoolt Linnutee galaktikat.
K: Kui palju energiat vabaneb keskmisest purskest?
V: Tavaline purskekiirgus vabastab mõne sekundiga sama palju energiat kui Päike kogu oma 10 miljardi aasta pikkuse eluea jooksul.
K: Kui haruldased on GRB-sündmused?
V: Need on väga haruldased (mõned galaktika kohta miljoni aasta jooksul).
K: Kas gammapursked võivad olla ohtlikud meie enda galaktikas?
V: On arvatud, et gammapurse Linnuteel võib põhjustada massilise väljasuremise Maal, kuid sellist juhtumit ei ole teada.
