Изблиците на гама лъчи, мощните светкавици са най-ярките събития в нашата Вселена, които продължават не повече от няколко секунди или минути. Някои от тях са толкова ярки, че могат да бъдат наблюдавани с просто око, като спукването на GRB 080319B, открито от мисията на НАСА Swift GRB Explorer на 19 март 2008 г.
Но въпреки интензивността си, учените не знаят причината за появата на изблици на гама-лъчи. Някои хора обикновено вярват, че това са послания от извънземни цивилизации. И така учените успяха да пресъздадат в лабораторията мини-версия на изблици на гама-лъчи, откривайки напълно нов начин за изучаване на техните свойства. Резултатите бяха публикувани в Physical Review Letters.
Една от причините за появата на изблици на гама-лъчи е, че те по някакъв начин се раждат в процеса на изхвърляне на струи от частици, създадени от масивни астрофизични обекти, като черни дупки. Това прави изблиците на гама лъчи изключително интересни за астрофизиците. Подробно изучаването им би могло да разкрие ключовите свойства на черните дупки, в които се раждат тези пламъци.
Лъчите, излъчвани от черни дупки, са съставени главно от електрони и техните „антиматериални“спътници, позитрони. Всички частици имат антиматерия, които са идентични с тях във всичко с изключение на заряд. Такива лъчи трябва да имат силни магнитни полета. Въртенето на тези частици в полето поражда мощни изблици на гама-лъчение. Поне така прогнозират нашите теории. Но никой не знае как трябва да се родят тези полета.
За съжаление има няколко проблема при изучаването на тези скокове. Те не само живеят много малко, но - и това е най-проблематично - и се раждат в далечни галактики, понякога на милиард светлинни години от Земята.
Следователно разчитате на нещо, което е невероятно далеч, появява се случайно и живее няколко секунди. Все едно се опитвате да разберете от какво е направена свещ, като имате само искрите на свещи, които светят от време на време на хиляди километри.
Най-мощният лазер в света
Промоционално видео:
Напоследък се предполага, че най-добрият начин да разберем как се раждат изпусканията на гама-лъчите е да ги симулираме в малък мащаб в лаборатория, създавайки малък източник на електронно-позитронни лъчи и да видите как се развиват сами. Учени от САЩ, Франция, Великобритания и Швеция успяха да създадат малка версия на това явление, използвайки най-мощните лазери на Земята, като например лазерът Близнаци, принадлежащ към лабораторията на Ръдърфорд-Епълтън в Англия.
Колко мощен е най-силният лазер на Земята? Вземете цялата слънчева енергия, която покрива цялата Земя, и я стиснете до няколко микрона (дебелината на човешки косъм) и ще получите силата на лазерна снимка на Близнаци. Поразявайки сложна мишена с лазер, учените успяха да пуснат ултрабързи и плътни копия на астрофизични струи и да създадат ултрабързи анимации на поведението си. Резултатът е стряскащ: Учените са взели истинска струя, която се простира в продължение на хиляди светлинни години и я стиснаха до няколко милиметра.
За първи път учените успяха да наблюдават ключови явления, които играят важна роля в създаването на изблици на гама лъчи, като например самогенерирането на магнитни полета, които продължават дълго време. Това даде възможност да се потвърдят някои основни теоретични прогнози за силата и разпространението на тези полета. Нашият настоящ модел, който се използва за разбиране на изблици на гама лъчи, е на правилния път.
Този експеримент ще бъде полезен не само за разбиране на изблици на гама лъчи. Материята, съставена от електрони и позитрони, е изключително интересно състояние на материята. Общата материя на Земята се състои предимно от атоми: тежки, положително заредени ядра, заобиколени от облаци от светлина, отрицателно заредени електрони.
Поради невероятната разлика в теглото между тези два компонента (най-лекото ядро тежи 1836 пъти повече от електрон), почти всички явления, които преживяваме в ежедневието си, произтичат от динамиката на електроните, които реагират много по-бързо на всеки вход отвън (светлина, други частици, магнитни полета и т.н.) освен ядра. Но в електронно-позитронния лъч и двете частици имат еднаква маса, така че несъответствието в реакционното време е напълно елиминирано. Това води до много завладяващи последствия. Например, звукът няма да съществува в света на електрон-позитрон.
Защо изобщо да се тревожим за такива далечни събития? Всъщност има защо. Първо, разбирането как се раждат изблици на гама-лъчи ще ни позволи да разберем много повече за черните дупки и ще отворим голям прозорец за разбиране как е станала нашата Вселена и как тя ще се развива. Второ, има една по-фина причина. SETI - търсенето на извънземна интелигентност - търси съобщения от извънземни цивилизации, опитвайки се да улавя електромагнитни сигнали от космоса, които не могат да бъдат обяснени по естествен начин (главно радиовълните, но с това излъчване са свързани и гама-изблици).
Разбира се, ако насочите детектора в космоса, получавате много различни сигнали. Но за да изолирате предаването на интелигентните същества, първо трябва да сте сигурни, че са известни всички природни източници, които могат и трябва да бъдат изключени. Новото проучване ще ни помогне да разберем емисиите от черни дупки и пулсари, така че когато се натъкнем на тях отново, знаем, че те не са извънземни.
Иля Кел