Гама експлозия
Избухванията на гама-лъчи (GRB) са проблясъци на гама-лъчи от изключително енергични експлозии. Те са наблюдавани в далечни галактики. Те са най-ярките електромагнитни събития, за които е известно, че се случват във Вселената.
Изблиците могат да продължат от милисекунди до няколко минути, въпреки че типичният изблик трае няколко секунди. Първоначалният взрив обикновено е последван от по-дълготрайно "послесветло", излъчвано на по-дълги вълни (рентгенови, ултравиолетови, видими, инфрачервени и радиовълни).
Повечето ГРБ са тесен лъч интензивна радиация, която се освобождава по време на свръхнова, когато огромна бързо въртяща се звезда се срива и образува черна дупка. Подкласът на GRB ("късите" избухвания) изглежда се дължи на различен процес, вероятно сливане на двойни неутронни звезди.
Източниците на повечето GRB са на милиарди светлинни години от Земята. Това предполага, че експлозиите са изключително енергични: типичен взрив освобождава толкова енергия за няколко секунди, колкото Слънцето за целия си 10 милиарда годишен живот. Те са много редки (няколко на галактика за милион години).
Всички наблюдавани GRB идват извън галактиката Млеченпът. Подобни явления - меки гама-ретранслатори - се свързват с магнетари в Млечния път. Изказано е предположение, че гама-изригване в Млечния път може да предизвика масово измиране на Земята. Такъв случай не е известен.
Художествена илюстрация на ярък гама-изблик, възникнал в регион на звездообразуване. Енергията от взрива се насочва към две тесни, противоположно насочени струи.
История
Гама-изригванията са наблюдавани за първи път в края на 60-те години на миналия век от американските спътници Vela, които са създадени, за да откриват импулси гама-лъчение, излъчвани от ядрени оръжия, тествани в космоса.
На 2 юли 1967 г., в 14:19 UTC, спътниците Vela 4 и Vela 3 откриват изблик на гама-лъчение, който не прилича на нито един от известните сигнали за ядрено оръжие. Без да е сигурен какво се е случило, но без да смята въпроса за особено спешен, екипът в научната лаборатория в Лос Аламос съхранява данните за разследване.
Анализирайки различните времена на пристигане на избухванията, засечени от различни спътници, екипът успява да определи приблизителни оценки за небесните позиции на шестнадесетте избухвания12-16 и окончателно да изключи земен или слънчев произход. Откритието е публикувано през 1973 г.
Позиции на небето на всички гама-изригвания, засечени по време на мисията BATSE. Разпределението е случайно, без концентрация към равнината на Млечния път, която минава хоризонтално през центъра на изображението.
Дълги гама-изригвания
Повечето наблюдавани събития продължават повече от две секунди и се класифицират като дълги гама-избухвания. Те са изследвани много по-подробно от кратките им аналози. Почти всяко добре проучено дълго гама-избухване е свързано с бързо формираща се галактика, а в много случаи и с колапс на ядрото на свръхнова. Това свързва дългите ГРБ със смъртта на масивни звезди. Наблюденията на дълги ГРБ след избухването им при голямо червено отместване (големи разстояния) също предполагат, че ГРБ произхождат от звездообразуващи региони. Това е така, защото наблюдението на далечни галактики означава да се погледне назад във времето към галактики на по-ранен етап.
Енергетика
Смята се, че гама-изригванията са силно фокусирани експлозии, като по-голямата част от енергията на експлозията се намира в тясна релативистична струя, движеща се със скорост над 99,995% от скоростта на светлината.
Приблизителната ъглова ширина на струята (т.е. степента на излъчване) може да бъде оценена директно чрез наблюдение на "прекъсвания на струята" в кривите на светлинното отражение: времето, след което бавно угасващото светлинно отражение започва внезапно да избледнява, тъй като струята се забавя и вече не може да излъчва своето лъчение толкова ефективно. Наблюденията сочат, че ъгълът на джета варира значително между 2 и 20 градуса.
Тъй като енергията им е силно насочена (много тясна), гама-лъчите, излъчвани от повечето взривове, пропускат Земята и никога не се откриват. Когато гама-изригването е насочено към Земята, фокусирането на енергията му в относително тесен лъч кара изригването да изглежда много по-ярко, отколкото би било, ако енергията му се излъчваше сферично. Когато се вземе предвид този ефект, се наблюдава, че типичните гама-избухвания имат истинско освобождаване на енергия от около 1044 J, или около 1/2000 от енергийния еквивалент на слънчевата маса.
Това е сравнимо с енергията, освободена при ярка свръхнова от тип Ib/c (понякога наричана "хипернова"). Много ярки свръхнови са наблюдавани на мястото на някои от най-близките GRB.
Въпроси и отговори
В: Какво представляват гама-изригванията?
О: Избухванията на гама-лъчи (GRB) са проблясъци на гама-лъчи от изключително енергични експлозии.
В: Колко време обикновено продължават GRB?
О: GRB могат да продължат от милисекунди до няколко минути, въпреки че типичният взрив продължава няколко секунди.
В: Какъв е източникът на повечето GRB?
О: Повечето ГРБ са тесен лъч интензивна радиация, която се освобождава по време на свръхнова, когато огромна бързо въртяща се звезда се срива и образува черна дупка.
В: Откъде идват повечето наблюдавани GRB?
О: Всички наблюдавани GRB идват извън галактиката Млечен път.
Въпрос: Колко енергия се отделя при един среден взрив?
О: Типичният взрив освобождава за няколко секунди толкова енергия, колкото Слънцето за целия си 10 милиарда годишен живот.
В: Колко редки са случаите на GRB?
О: Те са много редки (няколко на галактика на милион години).
В: Може ли да има някаква опасност от гама-изригванията в нашата галактика?
О: Предполага се, че гама-изригване в Млечния път може да предизвика масово измиране на Земята, но такъв случай не е известен.
