Gamma-ray burst, știință, fandom alimentat de wikia

Gamma-spargere [1] este o explozie cosmică la scară largă de energie explozivă, observată în prezent în galaxiile îndepărtate în cea mai severă parte a spectrului electromagnetic. Exploziile cu raze gama (GW) sunt cele mai vii evenimente electromagnetice care au loc în Univers. Durata unui HW tipic este de câteva secunde, dar poate dura de la milisecunde la o oră. Explozia inițială este de obicei urmată de o "luminozitate" de lungă durată, emisă la lungimi de undă mai lungi (radiații UV, IR și radio).

Cele mai multe dintre HW-urile observate sunt probabil un fascicul relativ îngust de radiații puternice emise în timpul unei izbucniri a supernovelor. Când o stea masivă care se rotește rapid se prăbușește. transformându-se într-o stea neutronică. sau într-o stea de tip quark. sau într-o gaură neagră. Subclasa HS - exploziile "scurte" - este aparent un efect secundar al unui alt proces, posibil fuziunea stelelor duble cu neutroni.

Sursele de GW se află la o distanță de miliarde de ani lumină de Pământ. ceea ce înseamnă puterea și raritatea lor extraordinară. În câteva secunde de la izbucnirea focului, se eliberează cât mai multă energie, pe măsură ce Soarele va elibera peste 10 miliarde de ani de luminiscență. Peste un milion de ani, doar câteva GW-uri se găsesc într-o singură galaxie [2]. Toate GW observate au loc în afara galaxiei noastre. cu excepția fenomenului unei clase conexe - exploziile repetate cu raze gamma repetate. care sunt asociate cu magnetarii Calei Lactee. Există o sugestie că GW care a avut loc în galaxia noastră ar putea duce la o extincție în masă a tuturor lucrurilor vii de pe Pământ (cu excepția biovidului de adâncime) [3].

HS sunt înregistrate aproximativ o dată pe zi. S-a găsit în experiment "con" sovietic, care a fost condus Eugene Mazets pe nave spațiale "Venus-11", "Venus-12" și "prognoza" în 1970 [6]. HS cu probabilitate egală provin din orice direcție, care, împreună cu experimental plotare Log N - Log S (N - numărul HS dând lângă flux Pământului cu raze gamma mai mare sau egal cu S), a subliniat faptul că HS sunt cosmologic ( sau, mai degrabă, nu este asociat cu Galaxy sau nu numai cu ea, dar apar pe tot universul. și le vom vedea din locuri îndepărtate ale universului). Direcția spre sursă a fost estimată folosind metoda triangulării.

Editarea istoricului

Descoperirea exploziilor de raze gama: epoca "Vela" Edit

Acumularea statisticilor: era BATSE Edit

Cu ajutorul lui BATSE, rezultatele FTI au fost confirmate că GW sunt distribuite izotropic în sfera cerească. și nu grupate în nici o zonă a spațiului, de exemplu, în centrul galaxiei sau de-a lungul planului ecuatorului galactic [17]. Datorită formei plate a Calei Lactee, sursele care aparțin galaxiei noastre sunt concentrate în apropierea planului galactic. Absența unei astfel de proprietăți în HS este o dovadă puternică a originii lor din afara Calei Lactee [18] [19] [20]. deși unele modele ale Calea Lactee sunt în continuare în concordanță cu o distribuție izotropă [21].

De asemenea, au fost stabilite următoarele proprietăți empirice ale HS: o mare varietate de curbe ușoare (netede și zimțate pe scara de timp foarte mici), o distribuție bimodală a duratei (scurte - mai puțin de 2 secunde - cu un spectru greu și lung - mai mult de 2 secunde - mai mult. spectru moale).

La zeci de ani de la descoperirea astronomilor GW, au căutat o componentă - orice obiect astronomic situat la locul recentului GW. Au fost luate în considerare multe clase diferite de obiecte, inclusiv piticii albi. pulsarii. supernove. globulele de stele globulare. quasari. Galaxiile Seyfert și obiectele BL Lac [22]. Toate aceste căutări au fost nereușite și, chiar și în mai multe cazuri, o determinare suficientă a locului HS, era imposibil să vedem un obiect strălucitor. Ce se spune despre originea HS sau a stelelor foarte slabe sau a unor galaxii extrem de îndepărtate [23] [24]. Chiar și cele mai precise locații s-au limitat la regiuni de grupuri de stele și galaxii slabe. Sa constatat că pentru o rezoluție finală a coordonatelor GW sunt necesare noi sateliți și comunicații mai rapide [25].

Deschiderea retrospectivelor: epoca BeppoSAX Edit

Mai multe modele de origine HS presupus că după primele raze gamma ar trebui sa fie decolorare lent emisie la lungimi de undă mai lungi, formate din cauza coliziunii materialului ejectat de focar și gaz interstelar [26]. Această radiație (în toate domeniile spectrului electromagnetic) a început să fie numită "după fluier" ("zgomot" sau "halo") de la GW. „Afterglow“ căutări timpurii nu au avut succes, în mare parte din cauza dificultății de a determina coordonatele exacte ale HS la lungimi de undă lungi, imediat după izbucnirea inițială.

Apoi, telescoapele optice de la sol au descoperit, de asemenea, o nouă sursă de slăbire în acest domeniu; astfel, poziția sa a devenit cunoscută într-o secundă. După o vreme, o imagine profundă a telescopului Hubble a scos la iveală o sursă anterioară o galaxie îndepărtată, foarte slabă (z = 0,7). Astfel, originea cosmologică a exploziilor de raze gama a fost dovedită. În viitor, s-au observat efecte secundare în multe explozii, în toate domeniile (raze X, ultraviolete, optică, IR, radio). Schimbările roșii s-au dovedit a fi foarte mari (până la 6, în special în intervalul 0-4 pentru exploziile gamma lungi, pentru cele scurte este mai puțin).

Era de identificare rapidă: Swift Edit

Distanțe și energie Edit href = Edit

Din natura cosmologică a exploziilor de raze gama, este clar că ele trebuie să aibă energie gigantică. De exemplu, pentru evenimentul GRB 970228, în ipoteza izotropiei radiațiilor, energia din gama gamma este de numai 1,6 × 10 52 erg, care este un ordin de mărime mai mare decât energia unei supernove tipice. Pentru unele explozii de raze gama, estimarea ajunge la 10 54 erg, adică comparabilă cu energia de odihnă a Soarelui. Și această energie este eliberată într-un timp foarte scurt.

Este destul de evident că producția de energie este sub forma unui flux colimat (jet relativist), în acest caz estimarea energiei scade proporțional cu unghiul deschiderii conului jet. Acest lucru este, de asemenea, confirmat de observațiile curbelor de luminozitate ale lumânărilor ulterioare (vezi mai jos). Energia tipică a izbucnirii, ținând cont de jeturi, este de aproximativ 10 erg, dar răspândirea este încă destul de mare. Prezența jeturilor relativiste înseamnă că vedem o mică parte din toate supratensiunile care apar în univers. Estimarea frecvenței lor este de aproximativ o explozie per galaxie la fiecare 10 5 ani.

Evenimentele care dau naștere la exploziile de raze gama sunt atât de puternice încât, uneori, acestea pot fi observate cu ochiul liber, cu toate că acestea apar la o distanță de miliarde de ani lumină de Pământ. [27]

Mecanisme de exploziile cu raze gama Edit href = Edit

Mecanismul, în urma căruia se eliberează atât de multă energie într-un timp atât de scurt, într-un volum mic, nu este încă clar. Este foarte probabil ca aceasta să fie diferită în cazul exploziilor de raze gama scurte și lungi. Până în prezent, există două subspecii principale ale lui GW: lung și scurt. având diferențe semnificative în ceea ce privește spectrele și manifestările observaționale. Astfel, exploziile cu raze gama lungi sunt uneori însoțite de o explozie a supernovelor, iar exploziile scurte nu sunt niciodată. Există, de asemenea, două modele principale care explică aceste două tipuri de cataclism.

Exploziile și supernovele cu raze gama lungi

Luptele cu raze gama lungi sunt probabil asociate cu supernove de tipul Ib / c. În câteva cazuri, sursa identificată optic a arătat, după un timp scurt după explozie, spectrele și curbele de lumină caracteristice supernovelor. În plus, în cele mai multe cazuri de identificare cu galaxii, au avut semne de formare a stelelor active.

Nu toate supernovele de tip Ib / c pot provoca o explozie de raze gama. Acest eveniment asociat cu prăbușirea unei găuri negre miez masiv (> 25 mase solare) stele, lipsite de coajă de hidrogen având un moment mare de rotație - așa-numitul model de collapsar. Prin calcul, o parte din nucleu se transformă într-o gaură neagră, înconjurată de un disc puternic de acumulare. care pentru câteva secunde cade în gaură. Simultan, de-a lungul axei discului, sunt lansate jeturi relativiste, perforând cochilia stelei și cauzând izbucnirea. Astfel de cazuri ar trebui să fie de aproximativ 1% din numărul total de supernove (numite uneori hypernovae).

De asemenea, termenul "hypernova" a fost folosit mult mai devreme de alți astrofiziciști într-un context diferit.

Scurgeri de raze gama scurte și fuziuni de obiecte relativiste Edit

Mecanismul scurgerilor de raze gama scurte poate fi legat de fuziunea dintre stelele neutronice sau o stea neutronica si o gaura neagra. Din cauza momentului înalt al sistemului, un astfel de sistem nu se poate transforma imediat într-o gaură neagră: se formează o gaură neagră inițială și un disc de acumulare în jurul acestuia. Prin calcule, timpul caracteristic al acestor evenimente ar trebui să fie doar o fracțiune de secunde, ceea ce este confirmat de modelarea pe supercomputere [28]. Trebuie remarcat faptul că scurgerile de radiații gamma scurte identificate se află la distanțe sistematice mai scurte decât cele lungi și au o eliberare redusă de energie.

Un model adecvat pentru descrierea exploziilor de raze gama scurte a fost propus de astrofizicii sovietici SI Blinnikov și alții - fuziunea stelelor duble cu neutroni. [29]

Afterglow: jeturi relativiste Editare

Spre deosebire de efectivul de raze gamma, mecanismele de zgomot sunt bine dezvoltate teoretic. Se presupune că un eveniment din obiectul central inițiază formarea unei cochilii expandabile ultrarelativiste (factorul Lorentz Γ de ordinul a 100). Conform un model, învelișul este compus din barioni (masa acestuia ar trebui să fie de 10 -8-10 -6 mase solare), pe de altă parte - este magnetizat pentru, în care energia principală este transferată vectorul Poynting.

Este foarte important faptul că, în multe cazuri, există o variabilitate puternică în radiația gamma (uneori de ordinul a autorizației dispozitivului - ms), iar X-ray și afterglows optice (focare secundare și ulterioare, energia care poate fi comparat cu foarte val). Într-o anumită măsură, acest lucru poate fi explicat prin coliziunea a mai multor șocuri în coajă, se deplasează la viteze diferite, dar, în general, acest fenomen este o problemă serioasă pentru orice explicație a motorului central al mecanismului: este necesar ca, după prima spargere ar putea oferi încă o parte din energia de episoade, uneori prin ori de ordinul mai multor ore.

Curbele Afterglow strălucire destul de complicată, deoarece acestea constau din unda radiație prova șoc, radiația undei de șoc invers și posibila supernova t. D. Uneori, ultimele etape ale curbei de luminozitate a emisiilor observate kink (gradul de -1 la -2), care este considerat a fi dovada în favoarea prezenței unui jet relativist: pauza are loc atunci când factorul Γ cade la valoare

1 / θ, unde θ este unghiul de deschidere al jetului.

Posibil pericol pentru Pământ Editați

Boris Stern scrie: "Să luăm un caz moderat de eliberare a energiei de 10 erg și o distanță la o explozie de 3 parseci. sau 10 ani-lumină, sau 10 19 cm - în limitele respective avem zeci de stele. La această distanță în secunde pe centimetru pătrat, la doar orice fel de raze gamma planeta evidențiată 13 octombrie ERG. Aceasta este echivalentă cu explozia unei bombe atomice pe fiecare hectar al cerului [nota 1]. Atmosfera nu ajută: deși energia va fi afișată în straturile superioare, o parte semnificativă va ajunge instantaneu pe suprafață sub formă de lumină. Este clar că toată viața de pe jumătatea iradiată a planetei va fi exterminată instantaneu, pe cealaltă jumătate puțin mai târziu din cauza efectelor secundare. Chiar dacă vom lua va fi o lovitură grea, și aici deja este necesar să se evalueze în mod serios de 100 de ori distanta mai mare (aceasta este grosimea galactică de disc, și sute de mii de stele), efect (o bombă atomică, cu un pătrat 10 km) - care va supraviețui și va supraviețui dacă nimic. " Stern crede că explozia razei gama în galaxia noastră se întâmplă în medie o dată la un milion de ani. Explozia cu raze gama a unei stele ca WR 104 poate cauza o epuizare intensă a ozonului pe jumătatea planetei.

Poate că explozie de raze gama a provocat evenimentele de extincție Ordovician-Silurian acum aproximativ 443 milioane ani, care a ucis 60% din speciile de viețuitoare (și o proporție mult mai mare a numărului de persoane cu privire la supraviețuirea speciei este mai degrabă conservarea câtorva indivizi). [30]

Consultați și Edit

↑ Explozie la 10 14 J sau aproximativ 23,9 kt. care este puțin mai mare decât puterea unei explozii de bombe.