Rozbłyski gamma w laboratorium

Rozbłyski gamma to intensywne – trwające nie dłużej niż kilka sekund lub minut – emisje świata, będące najjaśniejszymi zjawiskami obserwowanymi we wszechświecie. Niektóre są tak jasne, że można je obserwować gołym okiem, na przykład wybuch oznaczony wiele mówiącą nazwą GRB 080319B, jaki zaobserwawano 19 marca 2008 roku. Ale pomimo tego, że rozbłyski gamma są tak intensywne, naukowcy nie bardzo wiedzą, co je powoduje. Pojawiają się nawet hipotezy, że niektóre z nich mogą być wiadomościami wysyłanymi przez zaawansowane obce cywilizacje.

Jedna z teorii próbująca rozwikłać pochodzenie rozbłysków gamma sugeruje, że są one w jakiś sposób emitowane podczas emisji strumieni cząstek uwalnianych przez masywne obiekty astrofizyczne, takie jak czarne dziury. To sprawia, że ​​błyski gamma są niezwykle interesujące dla astrofizyków – ich szczegółowe badania mogą bowiem ujawnić pewne kluczowe właściwości czarnych dziur, z których pochodzą.

Strumienie cząstek uwolnione przez czarne dziury składają się głównie z elektronów i ich „antymaterialnych” towarzyszy, pozytonów (wszystkie cząstki mają antymaterialne odpowiedniki, które są dokładnie takie same jak oryginały, tylko posiadają przeciwny ładunek elektryczny). Ponieważ cząstki są naładowane, więc poruszając się muszą generować silne pola magnetyczne. Obrót tych cząstek wokół linii pola powoduje emisję silnych impulsów promieniowania gamma. Tak przynajmniej mówi teoria.

Niestety, istnieje kilka problemów z badaniem rozbłysków gamma. Nie tylko trwają one bardzo krótko, ale, co jeszcze gorsze, pochodzą z odległych galaktyk, odległych czasem miliardy lat świetlnych od Ziemi.

Oznacza to, że próbujemy zrozumieć zjawisko patrząc na coś niewiarygodnie odległego, występującego przypadkowo i trwającego tylko kilka sekund. To trochę jak próba zrozumienie, z czego zrobiona jest świeca, jeśli widzimy tylko płomienie świec, od czasu do czasu są rozbłyskujące tysiące kilometrów od nas.

Ostatnimi czasy proponowano, aby spróbować odtworzyć rozbłysk w mikroskali za pomocą źródła wiązek złożonych z elektronów i pozytonów, które ewoluowałyby bez ingerencji z zewnątrz. Teraz po raz pierwszy udało się stworzyć wersję mini rozbłysku gamma w laboratorium – otwierając tym sposobem zupełnie nowy, wygodniejszy sposób badania ich właściwości. Użyto do tego celu jednego z najpotężniejszych laserów na świecie Gemini, znajdującego się w Rutherford Appleton Laboratory w Wielkiej Brytanii. Jego moc można porównać z mocą całej energii słonecznej docierającej do Ziemi skupionej w plamce o grubości ludzkiego włosa.

Strzelając takim laserem w pewne związki chemiczne można doprowadzić do powstania jetu, takie samego jak obserwowane podczas prawdziwych rozbłysków gamma.

Podczas eksperymentu badacze mogli zaobserwować po raz pierwszy niektóre z kluczowych zjawisk, które odgrywają główną rolę w generowaniu błysków gamma, takich jak samoistne wytwarzanie pól magnetycznych, istniejących potem przez długi czas. Potwierdził on niektóre główne teoretyczne przewidywania dotyczące siły i rozkładu tych pól. W skrócie, eksperyment niezależnie potwierdza, że ​​modele obecnie używane do zrozumienia błysków gamma są w miarę prawidłowe.

Powstaje pytanie dlaczego mielibyśmy tak bardzo przejmować się zjawiskami, które są tak odległe? Istnieje wiele powodów. Po pierwsze, zrozumienie, w jaki sposób powstają rozbłyski gamma, pozwoli nam zrozumieć znacznie więcej na temat czarnych dziur, a tym samym otwieramy kolejne okno, przez które widzimy, jak narodził się nasz wszechświat i jak się on rozwija.

Jest też bardziej subtelny powód. SETI – organizacja poszukująca pozaziemskiej inteligencji – szuka wiadomości pochodzących od  obcych cywilizacji, próbując przechwycić sygnały elektromagnetyczne z kosmosu, które są na tyle dziwne, że nie można znaleźć naturalnych przyczyn ich powstania. Badania rozbłysków gamma pozwalają odnaleźć nowe sygnały, co do których możemy być pewni, że nie pochodzą od obcej cywilizacji.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz