Exploziile de
Exploziile de raze gamma (GRB) sunt flash-uri de raze gamma produse de explozii extrem de energetice. Acestea au fost observate în galaxii îndepărtate. Acestea sunt cele mai luminoase evenimente electromagnetice cunoscute în univers.
Rafalele pot dura de la milisecunde la câteva minute, deși o rafală tipică durează câteva secunde. Explozia inițială este urmată, de obicei, de o "strălucire ulterioară" cu durată de viață mai lungă, emisă la lungimi de undă mai mari (raze X, ultraviolete, lumină vizibilă, infraroșu și unde radio).
Majoritatea GRB-urilor sunt un fascicul îngust de radiații intense eliberate în timpul unei supernove, când o stea uriașă care se rotește rapid se prăbușește pentru a forma o gaură neagră. O subclasă de GRB-uri (exploziile "scurte") par să provină dintr-un proces diferit, probabil din fuziunea unor stele neutronice binare.
Sursele celor mai multe GRB-uri se află la miliarde de ani-lumină distanță de Pământ. Acest lucru sugerează că exploziile sunt extrem de energetice: o explozie tipică eliberează în câteva secunde o cantitate de energie egală cu cea pe care o va elibera Soarele în întreaga sa viață de 10 miliarde de ani. Acestea sunt foarte rare (câteva pe galaxie la un milion de ani).
Toate GRB-urile observate au provenit din afara galaxiei CaleaLactee. Fenomene similare, erupții de repetare a razelor gamma moi, sunt asociate cu magnetari din interiorul Căii Lactee. S-a sugerat că o explozie de raze gamma în Calea Lactee ar putea provoca o extincție în masă pe Pământ. Nu se cunoaște niciun astfel de caz.
Ilustrație artistică a unei explozii luminoase de raze gamma care are loc într-o regiune de formare a stelelor. Energia din explozie este proiectată în două jeturi înguste, orientate în sens opus.
Istoric
Exploziile de raze gamma au fost observate pentru prima dată la sfârșitul anilor 1960 de către sateliții americani Vela, care au fost construiți pentru a detecta impulsurile de radiații gamma emise de armele nucleare testate în spațiu.
La 2 iulie 1967, la ora 14:19 UTC, sateliții Vela 4 și Vela 3 au detectat o sclipire de radiații gamma diferită de orice altă semnătură cunoscută de arme nucleare. Fără să știe ce s-a întâmplat, dar fără să considere problema deosebit de urgentă, echipa de la Laboratorul Științific din Los Alamos a arhivat datele pentru investigații.
Analizând timpii de sosire diferiți ai exploziilor detectate de diferiți sateliți, echipa a reușit să determine estimări aproximative pentru pozițiile pe cer ale celor șaisprezece explozii12-16și să excludă definitiv o origine terestră sau solară. Descoperirea a fost publicată în 1973.
Pozițiile pe cer ale tuturor exploziilor de raze gamma detectate în timpul misiunii BATSE. Distribuția este aleatorie, fără o concentrare spre planul Căii Lactee, care trece orizontal prin centrul imaginii.
Explozii lungi de raze gamma
Majoritatea evenimentelor observate durează mai mult de două secunde și sunt clasificate ca explozii lungi de raze gamma. Acestea au fost studiate mult mai detaliat decât omologii lor scurți. Aproape fiecare explozie lungă de raze gamma bine studiată a fost asociată cu o galaxie cu formare rapidă de stele și, în multe cazuri, cu o supernovă cu colaps de nucleu. Acest lucru leagă GRB-urile lungi de moartea stelelor masive. De asemenea, observațiile privind strălucirea ulterioară a GRB-urilor lungi la distanțe mari de deplasare spre roșu (distanțe mari) sugerează că GRB-urile își au originea în regiunile de formare a stelelor. Acest lucru se datorează faptului că observarea galaxiilor îndepărtate înseamnă să privim înapoi în timp la galaxii aflate într-un stadiu anterior.
Energetică
Se crede că exploziile de raze gamma sunt explozii foarte concentrate, cea mai mare parte a energiei exploziei fiind concentrată într-un jet relativist îngust, care se deplasează cu viteze de peste 99,995% din viteza luminii.
Lățimea unghiulară aproximativă a jetului (adică, gradul de fasciculare) poate fi estimată direct prin observarea "întreruperilor jetului" în curbele luminoase de după strălucire: un moment după care strălucirea care se diminuează lent începe să se estompeze brusc, deoarece jetul încetinește și nu-și mai poate fascicula radiația atât de eficient. Observațiile sugerează o variație semnificativă a unghiului jetului între 2 și 20 de grade.
Deoarece energia lor este puternic dirijată (foarte îngustă), razele gamma emise de majoritatea exploziilor nu ating Pământul și nu sunt detectate niciodată. Atunci când o explozie de raze gamma este îndreptată spre Pământ, concentrarea energiei sale de-a lungul unui fascicul relativ îngust face ca explozia să apară mult mai strălucitoare decât ar fi fost dacă energia sa ar fi fost emisă sferic. Atunci când se ia în considerare acest efect, se observă că exploziile tipice de raze gamma au o eliberare reală de energie de aproximativ 10 44J, sau aproximativ 1/2000 din echivalentul energetic al masei solare.
Aceasta este comparabilă cu energia eliberată de o supernovă de tip Ib/c (numită uneori "hipernovă"). Supernove foarte luminoase au fost observate în poziția unora dintre cele mai apropiate GRB-uri.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce sunt exploziile de raze gamma?
R: Exploziile de raze gamma (GRB) sunt flash-uri de raze gamma provenite din explozii extrem de energetice.
Î: Cât timp durează de obicei exploziile GRB?
R: GRB-urile pot dura de la milisecunde la câteva minute, deși o explozie tipică durează câteva secunde.
Î: Care este sursa celor mai multe GRB-uri?
R: Cele mai multe GRB-uri sunt un fascicul îngust de radiații intense eliberate în timpul unei supernove, când o stea uriașă care se rotește rapid se prăbușește pentru a forma o gaură neagră.
Î: De unde provin majoritatea GRB-urilor observate?
R: Toate GRB-urile observate provin din afara galaxiei Calea Lactee.
Î: Cât de multă energie eliberează în medie o explozie?
R: O explozie tipică eliberează în câteva secunde o cantitate de energie egală cu cea pe care o va elibera Soarele în întreaga sa viață de 10 miliarde de ani.
Î: Cât de rare sunt evenimentele GRB?
R: Sunt foarte rare (câteva pe galaxie la un milion de ani).
Î: Ar putea exista vreun pericol reprezentat de exploziile de raze gamma în interiorul galaxiei noastre?
R: S-a sugerat că o explozie de raze gamma în Calea Lactee ar putea provoca o extincție în masă pe Pământ, dar nu se cunoaște un astfel de caz.
