Nowe analizy prawie dwóch tysięcy błysków gamma – najpotężniejszych we Wszechświecie, a zarazem tajemniczych eksplozji, w których powstają czarne dziury – wykazały, że dwie ich główne odmiany (długie i krótkie błyski) powstają w wyniku różnych wydarzeń.

W programie spieranym przez NASA i węgierską Narodową Fundację Badań, zespół europejskich i amerykańskich naukowców przebadał dane 1972 błysków gamma zebrane przez instrument BATSE Obserwatorium Promieni Gamma Comptona NASA w latach 1991-2000. Dostrzeżono znaczne rozbieżności między wzorami promieniowania błysków krótkich (trwających poniżej dwóch sekund) i błysków długich, co wskazuje ich różne pochodzenie.

Z dużym stopniem pewności statystycznej możemy powiedzieć, że prezentuje to odmienne zachowanie fizyczne” – mówi Lajos Balazs z Obserwatorium Konkoly w Budapeszcie, główny autor pracy opublikowanej w magazynie Astronomy & Astrophysics. Analizy przemawiają za rosnącym przekonaniem, że długie błyski gamma pochodzą z niezwykłych wybuchów gwiazd ponad 30 razy masywniejszych od Słońca. Krótkie błyski miałyby powstawać podczas gwałtownych zderzeń dwóch ciał: gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury, bądź w zupełnie innych fizycznie okolicznościach zapadania się.

Podejrzewa się, że w obu przypadkach błysk gamma kończy się powstaniem nowej czarnej dziury” – mówi profesor Peter Meszaros z Wydziału Astronomii i Astrofizyki Uniwersytetu Stanowego Penn. Problem tkwi w próbie odnalezienia wskazówek, które pomogą objaśnić, czy dwa typy błysków powstają w wyniku różnych zachowań tych samych obiektów, czy też tych samych zachowań różnych ciał.

Błyski gamma są jak 1045-watowa żarówka, ponad tryliard razy jaśniejsza niż Słońce. Choć są dość częste – wykrywa się około jednego dziennie – to szybko bledną i występują w losowych miejscach, nigdy dwa razy w tym samym miejscu. Trwają od kilku milisekund do około 100 sekund, najczęściej jest to około 10 sekund. Większość błysków powstaje w odległych zakątkach Wszechświata, miliardy lat świetlnych od naszej Galaktyki.

Wyniki poprzednich badań wykazały, że krótkie błyski mają twardsze spektra, co oznacza, że zawierają fotony o relatywnie większej energii niż w długich błyskach. W przypadku krótkich błysków fotony uderzają w detektor blisko siebie w przeciwieństwie do fotonów pochodzących z długich błysków, co również wskazuje na różne ich źródło.

Informacje te są cenne ponieważ wskazują na mechanizm powstawania promieniowania gamma, choć ich źródła nie zostały jeszcze scharakteryzowane. W badaniach Balazs i jego koledzy poszukiwali korelacji między właściwościami rejestrowanego promieniowania gdy są znamienne dla długich lub krótkich błysków.

Zespół przebadał czas trwania i wypływ energii (energia wszystkich fotonów wyemitowanych podczas aktywnej fazy wybuchu będąca iloczynem energii pojedynczego fotonu, ich strumienia i czasu trwania) 1972 błysków gamma. W obu kategoriach błysków występuje korelacja między energią a czasem – im dłuższy błysk tym większa jego energia. Ale siła tej współzależności w obu kategoriach jest statystycznie różna (przy poziomie sigma-istotności 4,5 czyli z ponad 99,8% pewnością). Ta różnica nakłada ograniczenia na potencjalne źródła błysków lub ich działanie.

W długich błyskach czas trwania i wypływ energii są wprost proporcjonalne, sugerując, że promieniowanie gamma powstaje mniej więcej w stałym tempie. W krótkich błyskach to tempo spada, źródło jest więc mniej efektywne.

Wydaje się niemożliwe, aby dwa typu błysków gamma powstawały w tym samym mechanizmie. Choć zespół naukowców wstrzymuje się przed dokładnym określeniem źródeł błysków, to wskazuje, że długie mogą pochodzić z masywnych eksplozji gwiazd, a krótkie z zupełnie innego procesu: zderzeń lub przebiegających w zupełnie inny sposób wybuchów gwiazd. Takie wyraźne różnice w zależności między okresem błysku a wypływającą w jego trakcie energią będą musiały być ilościowo określone w przyszłych modelach fizyki błysków gamma.

Autor

Wojtek Rutkowski

Komentarze

  1. ®afał Szul©    

    Dzięki Nauce – NIE WIEMY coraz więcej! 🙂 — … bo choć ciągle daje nam ona wyjaśnienia , to niemal każde z nich, odpowiadając na stare pytanie – przynosi nowe zagadki, więc te – mnożą się jak króliki! Zaś cała zabawa przypomina próbę zdekapitowania hydry: ciach! – ucinamy głowę. A już za chwilę, na tym miejscu: wziuuu! – wyrastają dwie…

    Jeśli do kogoś nie bardzo przemawia powyższa przenośnia, to może inne porównanie: horyzont. Im lepszy mamy punkt widzenia, tym więcej widzimy, i dalej sięga nasz wzrok, obejmując coraz szerszy krąg. A co jest za tym kręgiem? Kraina pytań!! Rozleglejsza niż kiedykolwiek…

    Błyski gamma były dotąd dość intrygującą tajemnicą. Zaś gdy ilość danych wzrosła – to jeszcze tylko przybyło znaków zapytania. Niektóre z nich – dorobiły się jeszcze wykrzyknika…
    Wiemy już, że przeważająca ich część – pochodzi z daleka. Z bardzo daleka! A to oznacza, że energię dobiegających do nas fotonów – powinniśmy przemnożyć dodatkowo przez współczynnik poczerwienienia. Aby wiedzieć dokładnie, jaki – trzeba jeszcze złapać kawałek widma subtelnego, wraz z liniami emisyjnymi, a to – udaje się, w przypadku owych błysków – dość rzadko. Tym niemniej jasne jest – iż będą to współczynniki, najczęściej, duże.
    Otrzymane, dość szacunkowe iloczyny, gdy się nad tym trochę zastanowić – podnoszą włosy na głowie…

    Błyski wydłużone – zapewne zaczną z wolna odsłaniać swe tajemnice, w miarę wzrostu ilości obserwacji. Przyglądanie się ich wygasającym poświatom powinno coś-tam o nich powiedzieć.
    Gorzej z tymi krótkimi, co działają niemal jak flesz fotograficzny. Uśmiech proszę! E.T. robi nam rodzinną fotkę…

    Trudno to jeszcze rozstrzygnąć, czy błyski krótkie – nie mają żadnej poświaty. Być może jest – ale niezbyt silna. Jednakże zestawienie niesamowitej energii fotonów, ze zdumiewająco szybkim zanikiem blasku – wskazuje na proces tak egzotyczny, że aż zatrąca to o konieczność dość sporej przebudowy naszej wizji wczesnego Wszechświata…

    Co bardziej dociekliwych Astro-czytelników chciałbym, w związku z tym, namówić do udziału w poza-horyzontalnej wyprawie. Zabawmy się w teoretyków-ekstremistów!
    Czyli: burza mózgów na temat GRyB-ów (Gamma Ray Burst.)
    Kto wymyśli bardziej zdumiewające wyjaśnienie?! Kto podda myśl, stanowiącą inspirację dla innych? A może nawet, czemu nie? – uda się komuś trafić w dziesiątkę, i za kilka lat obserwacje potwierdzą któryś z zaproponowanych tu modeli, kto wie? A wtedy błyski owe zostaną nazwane imieniem „wynalazcy”… 😉

    Jednakże w naszej zabawie chodzić będzie raczej o to, żeby popuścić cugli wyobraźni, i wymyślić coś takiego, aby wszyscy uznali, że jeśli nawet teoria jest, hm, powiedzmy: mało prawdopodobna, to ma to znaczenie absolutnie drugorzędne wobec faktu, że jest aż tak błysk-otliwa… 😉

    Przypomnę, że wg zasad brain storming zajmujemy się jedynie twórczą erupcją, a to oznacza, że nie jest dopuszczalne jakiekolwiek krytykanctwo. A w każdym bądź razie: nie należy atakować pomysłów za ich śmiałość!! Jedyną formą odpowiedzi, pozwalającej jakoś pomniejszyć wagę czyjegoś pomysłu, jest – pójść jeszcze dalej!! Być może doprowadzając rzecz do kompletnego absurdu…

    Nie wstydźcie się też pomysłów zbyt cienkich – wszak od czegoś trzeba zacząć!
    Może od… pieca?

    1. LookAs    

      GRzyBy rosną po deszczu! 🙂 — – może w tym wypadku były to opady innego typu? Sądząc po energii błysków gamma, czyli tych twoich GRyB-ów (śmiesznie przekształciłeś ten akronim!) – tak mogłaby się dopalać antymateria.
      Jakieś okruchy pozostałe po Wielkim Bum-ie, spotykające się nagle z ulewą normalnej materii.

Komentarze są zablokowane.