Gamma uzliesmotājs
Gamma staru uzliesmojumi (GRB) ir gamma staru uzliesmojumi, ko izraisa ārkārtīgi enerģiski sprādzieni. Tie ir novēroti tālās galaktikās. Tie ir visspožākie zināmie elektromagnētiskie notikumi Visumā.
Sprādzieni var ilgt no milisekundes līdz pat vairākām minūtēm, taču tipisks sprādziens ilgst dažas sekundes. Sākotnējam sprādzienam parasti seko ilglaicīgāks "pēcspulgs", kas izstaro garākus viļņu garumus (rentgena, ultravioleto, redzamo gaismu, infrasarkanos un radioviļņus).
Lielākā daļa GRB ir šaurs intensīva starojuma stars, kas izdalās supernovas laikā, kad milzīga strauji rotējoša zvaigzne sabrūk, veidojot melno caurumu. Šķiet, ka GRB apakšklases ("īsie" uzliesmojumi) rodas cita procesa rezultātā, iespējams, neitronu zvaigznēm saplūstot.
Lielākās daļas GRB avoti atrodas miljardiem gaismas gadu attālumā no Zemes. Tas liecina, ka sprādzieni ir ārkārtīgi enerģiski: tipisks sprādziens dažu sekunžu laikā izdala tikpat daudz enerģijas, cik Saule 10 miljardu gadu laikā. Tie ir ļoti reti (daži uz vienu galaktiku miljons gadu laikā).
Visi novērotie GRB ir radušies ārpus PienaCeļa galaktikas. Līdzīgas parādības - maigie gamma reiteru uzliesmojumi - ir saistītas ar magnētāriem Piena Ceļā. Ir izteikts pieņēmums, ka gamma staru uzliesmojums Piena Ceļā varētu izraisīt masveida izmiršanu uz Zemes. Šāds gadījums nav zināms.
Mākslinieka ilustrācija spilgtam gamma staru uzliesmojumam zvaigžņu veidošanās reģionā. Sprādziena enerģija tiek izstarota divās šaurās, pretēji vērstās strūklu daļās.
Vēsture
Gamma staru uzliesmojumus pirmo reizi novēroja pagājušā gadsimta 60. gadu beigās ar ASV satelītiem Vela, kas tika uzbūvēti, lai atklātu gamma starojuma impulsus, ko izstaro kosmosā izmēģināti kodolieroči.
1967. gada 2. jūlijā plkst. 14:19 UTC satelīti Vela 4 un Vela 3 konstatēja gamma starojuma uzliesmojumu, kas nebija līdzīgs nevienam zināmajam kodolieroča signātam. Neesot pārliecinātiem par notikušo, bet neuzskatot šo jautājumu par īpaši steidzamu, Los Alamosas zinātniskās laboratorijas komanda šos datus nodevusi izmeklēšanai.
Analizējot dažādos satelītos konstatētos atšķirīgos uzliesmojumu ierašanās laikus, komandai izdevās noteikt aptuvenas aplēses par sešpadsmit uzliesmojumu atrašanās vietām debesīs12-16 un galīgi izslēgt to zemes vai Saules izcelsmi. Atklājums tika publicēts 1973. gadā.
Visu BATSE misijas laikā atklāto gamma staru uzliesmojumu atrašanās vietas debesīs. Izvietojums ir nejaušs, bez koncentrācijas uz Piena Ceļa plakni, kas horizontāli šķērso attēla centru.
Garie gamma staru uzliesmojumi
Lielākā daļa novēroto notikumu ilgst vairāk nekā divas sekundes, un tos klasificē kā garus gamma staru uzliesmojumus. Tie ir pētīti daudz detalizētāk nekā to īsie analogi. Gandrīz katrs labi izpētītais garais gamma staru uzliesmojums ir saistīts ar strauji veidojošos zvaigžņu galaktiku un daudzos gadījumos arī ar kodola sabrukšanas supernovu. Tas saista garos GRB ar masīvu zvaigžņu bojāeju. Garu GRB pēcsvārstības novērojumi lielā sarkanā novirzienā (lielos attālumos) arī liecina, ka GRB rodas zvaigžņu veidošanās reģionos. Tas ir tāpēc, ka, vērojot tālās galaktikas, var atskatīties atpakaļ laikā uz galaktikām agrīnā stadijā.
Enerģētika
Tiek uzskatīts, ka gamma staru uzliesmojumi ir ļoti koncentrēti sprādzieni, kuros lielākā daļa sprādziena enerģijas atrodas šaurā relatīvisma strūklā, kas pārvietojas ar ātrumu, kas pārsniedz 99,995 % no gaismas ātruma.
Šķidruma aptuveno leņķisko platumu (t. i., izstarošanas pakāpi) var novērtēt tieši, novērojot "strūklas pārrāvumus" pēcspīdēšanas gaismas līknēs: laiks, pēc kura lēni izzūdošais pēcspīdēšana sāk pēkšņi izbalēt, jo strūkla palēninās un vairs nespēj tik efektīvi izstarot starojumu. Novērojumi liecina, ka strūklas leņķis ievērojami svārstās no 2 līdz 20 grādiem.
Tā kā to enerģija ir spēcīgi izstarota (ļoti šaura), lielākajā daļā sprādzienu izstarotie gamma stari garām Zemei un nekad netiek pamanīti. Kad gamma staru uzliesmojums ir vērsts pret Zemi, tā enerģijas koncentrēšanās relatīvi šaurā staru kūlī izraisa to, ka uzliesmojums šķiet daudz spilgtāks, nekā tas būtu, ja tā enerģija tiktu izstarota sfēriski. Ja ņem vērā šo efektu, novēro, ka tipisku gamma staru eksploziju patiesā izdalītā enerģija ir aptuveni 1044 J jeb aptuveni 1/2000 no Saules masas enerģijas ekvivalenta.
Tas ir salīdzināms ar enerģiju, kas izdalās spilgtā Ib/c tipa supernovā (dažkārt saukta par "hipernovu"). Dažu tuvāko GRB atrašanās vietā ir novērotas ļoti spilgtas supernovas.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir gamma staru uzliesmojumi?
A: Gamma staru uzliesmojumi (GRB) ir gamma staru uzplaiksnījumi, ko izraisa ārkārtīgi enerģiski sprādzieni.
J: Cik ilgi parasti ilgst GRB?
A: GRB var ilgt no milisekundes līdz vairākām minūtēm, lai gan tipisks sprādziens ilgst dažas sekundes.
J: Kāds ir lielākās daļas GRB avots?
A: Lielākā daļa GRB ir šaurs intensīva starojuma stars, kas izdalās supernovas laikā, kad milzīga strauji rotējoša zvaigzne sabrūk, veidojot melno caurumu.
J: No kurienes nāk lielākā daļa novēroto GRB?
A: Visi novērotie GRB ir radušies ārpus Piena Ceļa galaktikas.
J: Cik daudz enerģijas vidēji izdala sprādziens?
A: Tipisks sprādziens dažās sekundēs izdala tik daudz enerģijas, cik Saule izdala visā savā 10 miljardu gadu mūžā.
J: Cik reti ir GRB notikumi?
A: Tie ir ļoti reti (daži uz vienu galaktiku miljons gadu laikā).
J: Vai gamma staru uzliesmojumi mūsu galaktikā var radīt kādas briesmas?
A: Ir izteikts pieņēmums, ka gamma staru uzliesmojums Piena Ceļā varētu izraisīt masveida izmiršanu uz Zemes, taču neviens šāds gadījums nav zināms.
