Eksplozije gama zraka, snažni bljeskovi svjetlosti, najsvjetli su su događaji u našem svemiru koji ne traju više od nekoliko sekundi ili minuta. Neke su toliko svijetle da ih se može promatrati golim okom, poput naleta GRB 080319B koju je otkrila NASA-ina misija Swift GRB Explorer 19. ožujka 2008.
No, unatoč njihovom intenzitetu, znanstvenici ne znaju razlog za pojavu gama zraka. Neki općenito vjeruju da su to poruke vanzemaljske civilizacije. I tako su znanstvenici uspjeli ponovno stvoriti mini verziju rafala gama zraka u laboratoriju, otkrivši potpuno nov način proučavanja njihovih svojstava. Rezultati su objavljeni u Physical Review Letters.
Jedan od razloga za pojavu gama-rafala je taj što se nekako rađaju u procesu izbacivanja mlaznica čestica koje stvaraju masivni astrofizički objekti poput crnih rupa. To čini eksplozije gama zraka izuzetno zanimljivim za astrofizičare. Detaljno ih proučavajući mogla bi otkriti ključna svojstva crnih rupa u kojima se rađaju ti baklje.
Zrake koje emitiraju crne rupe sastoje se uglavnom od elektrona i njihovih "antimaterijalnih" pratitelja, pozitrona. Sve čestice imaju antimateriju koja im je identična u svemu osim naboja. Takve zrake moraju imati jaka magnetska polja. Rotacija ovih čestica u polju stvara snažne rafale gama zračenja. Barem tako predviđaju naše teorije. Ali nitko ne zna kako bi se ta polja trebala roditi.
Nažalost, postoji nekoliko problema u proučavanju ovih naleta. Oni ne samo da žive vrlo malo, već su - i to je najproblematičnije - i rođeni su u dalekim galaksijama, ponekad i milijardu svjetlosnih godina od Zemlje.
Stoga se oslanjate na nešto što je nevjerojatno daleko, pojavljuje se slučajno i živi nekoliko sekundi. To je poput pokušaja da shvatite od čega se svijeća sastoji samo od iskru svijeća koje se s vremena na vrijeme pale tisućama kilometara.
Najmoćniji laser na svijetu
Promotivni video:
Nedavno se sugerira da je najbolji način da se shvati kako nastaju gama zraci, da ih simuliraju u malom obimu u laboratoriju stvaranjem malog izvora elektronsko-pozitronskih zraka, i da ih promatraju kako se sami razvijaju. Znanstvenici iz SAD-a, Francuske, Velike Britanije i Švedske uspjeli su stvoriti malu verziju ovog fenomena koristeći najmoćnije lasere na Zemlji, poput lasera Gemini koji pripada laboratoriju Rutherford-Appleton u Engleskoj.
Koliko je moćan najjači laser na Zemlji? Uzmite svu solarnu energiju koja pokriva cijelu Zemlju i stisnite je do nekoliko mikrona (debljina ljudske dlake) i dobit ćete snagu laserskog snimka Blizanca. Udarajući složeni cilj laserom, znanstvenici su uspjeli pustiti ultra brze i guste kopije astrofizičkih mlaznica i stvoriti ultra brze animacije svog ponašanja. Rezultat je zapanjujući: Znanstvenici su uzeli pravi mlaz koji se proteže tisućama svjetlosnih godina i srušili ga na nekoliko milimetara.
Znanstvenici su prvi put mogli promatrati ključne fenomene koji igraju važnu ulogu u stvaranju gama zračenja, poput samogeneracije magnetskih polja koja traju dulje vrijeme. To je omogućilo potvrđivanje nekih velikih teorijskih predviđanja o snazi i raspodjeli tih polja. Naš trenutni model, koji se koristi za razumijevanje praska gama zraka, na pravom je putu.
Ovaj će eksperiment biti koristan ne samo za razumijevanje pucanja gama zraka. Materija sastavljena od elektrona i pozitrona izuzetno je zanimljivo stanje materije. Uobičajena materija na Zemlji sastoji se uglavnom od atoma: teška, pozitivno nabijena jezgra okružena oblacima svjetlosti negativno nabijenih elektrona.
Zbog nevjerojatne razlike u težini između ove dvije komponente (najlakše jezgro teži 1.836 puta više od elektrona), gotovo sve pojave koje doživljavamo u svakodnevnom životu proizlaze iz dinamike elektrona, koji mnogo brže reagiraju na bilo koji ulaz izvana (svjetlost, ostale čestice, magnetska polja itd.) osim jezgara. Ali u snopu elektrona-pozitrona obje čestice imaju istu masu, tako da se odstupanje u reakcijskom vremenu potpuno eliminira. To dovodi do mnogih fascinantnih posljedica. Na primjer, zvuk ne bi postojao u svijetu elektrona-pozitrona.
Zašto bismo se uopće trebali brinuti o tako dalekim događajima? Zapravo, postoji zašto. Prvo, razumijevanje kako nastaju gama zraci omogućit će nam da razumijemo puno više o crnim rupama i otvorit ćemo veliki prozor za razumijevanje kako je nastao naš svemir i kako će se razvijati. Drugo, postoji suptilniji razlog. SETI - Traži izvanzemaljsku inteligenciju - traži poruke vanzemaljske civilizacije, pokušavajući uhvatiti elektromagnetske signale iz svemira koji se ne mogu objasniti na prirodan način (uglavnom radio valovi, ali s tim zračenjem povezani su i gama zraci).
Naravno, ako usmjerite detektor u svemir, dobit ćete puno različitih signala. Ali da biste izolirali prijenos inteligentnih bića, prvo morate biti sigurni da su poznati svi prirodni izvori koji mogu i trebaju biti isključeni. Nova studija će nam pomoći da razumijemo emisije iz crnih rupa i pulsara, tako da kad ih ponovo naletimo na njih, znamo da nisu vanzemaljci.
Ilya Khel