Gamma-stråleutbrudd, kraftige lysglimt, er de lyseste hendelsene i vårt univers som ikke varer lenger enn noen få sekunder eller minutter. Noen er så lyse at de kan observeres med det blotte øye, som GRB 080319B-burst som ble oppdaget av NASAs Swift GRB Explorer-oppdrag 19. mars 2008.
Men til tross for deres intensitet, vet ikke forskere årsaken til utseendet på gammastråle-burst. Noen mennesker tror generelt at dette er meldinger fra fremmede sivilisasjoner. Og slik klarte forskere å gjenskape en miniversjon av gammastråleutbrudd i laboratoriet, og oppdaget en helt ny måte å studere egenskapene sine på. Resultatene ble publisert i Physical Review Letters.
En av grunnene til forekomsten av gammastråle-utbrudd er at de på en eller annen måte genereres av utstøting av partikkelstråler skapt av massive astrofysiske gjenstander som sorte hull. Dette gjør gammastråleutbrudd ekstremt interessant for astrofysikere. Å studere dem i detalj kan avsløre de viktigste egenskapene til svarte hull som disse faklene er født i.
Strålene som sendes ut fra sorte hull består hovedsakelig av elektroner og deres "antimaterielle" følgesvenner, positroner. Alle partikler har antimaterie, som er identiske med dem i alt unntatt ladning. Slike bjelker må ha sterke magnetfelt. Rotasjonen av disse partiklene i feltet gir opphav til kraftige utbrudd av gammastråling. I det minste er det hva teoriene våre forutsier. Men ingen vet hvordan disse åkrene skal fødes.
Dessverre er det flere problemer med å studere disse bølgene. De lever ikke bare veldig lite, men - og dette er det mest problematiske - og er født i fjerne galakser, noen ganger en milliard lysår fra Jorden.
Derfor stoler du på noe som er utrolig langt borte, dukker opp ved et uhell og lever i noen sekunder. Det er som å prøve å finne ut hva et stearinlys er laget av, bare ha gnister av lys som fra tid til annen lyser tusenvis av kilometer unna.
Verdens kraftigste laser
Salgsfremmende video:
Nylig har det blitt antydet at den beste måten å finne ut hvordan gammastråle-bursts blir født, er å simulere dem i liten skala i et laboratorium ved å lage en liten kilde til elektron-positronstråler, og se dem utvikle seg på egenhånd. Forskere fra USA, Frankrike, Storbritannia og Sverige har klart å lage en liten versjon av dette fenomenet ved hjelp av de kraftigste lasere på jorden, for eksempel Gemini-laseren som tilhører Rutherford-Appleton Laboratory i England.
Hvor kraftig er den sterkeste laseren på jorden? Ta all solenergien som dekker hele jorden og press den ned til noen få mikron (tykkelsen på et menneskehår), så får du kraften fra et Gemini-laserskudd. Ved å slå et komplekst mål med en laser, var forskere i stand til å gi ut ultra-raske og tette kopier av astrofysiske jetfly og lage ultra-raske animasjoner av deres oppførsel. Resultatet er oppsiktsvekkende: Forskere har tatt en skikkelig jet som strekker seg i tusenvis av lysår og presset den ned til noen få millimeter.
For første gang var forskere i stand til å observere viktige fenomener som spiller en viktig rolle i etableringen av gammastråle-utbrudd, for eksempel selvgenerasjonen av magnetiske felt som varer i lang tid. Dette gjorde det mulig å bekrefte noen viktige teoretiske forutsigelser om styrken og fordelingen av disse feltene. Vår nåværende modell, som brukes til å forstå gammastråleutbrudd, er på rett vei.
Dette eksperimentet vil være nyttig ikke bare for å forstå gammastråleutbrudd. Materiale, sammensatt av elektroner og positroner, er en ekstremt interessant sakstilstand. Vanlige stoffer på jorden består hovedsakelig av atomer: tunge, positivt ladede kjerner omgitt av skyer av lys negativt ladede elektroner.
På grunn av den utrolige forskjellen i vekt mellom disse to komponentene (den letteste kjernen veier 1836 ganger mer enn et elektron), stammer nesten alle fenomener som vi opplever i vårt daglige liv, fra dynamikken til elektroner, som reagerer mye raskere på innspill utenfra (lys, andre partikler, magnetiske felt og så videre) enn kjerner. Men i en elektron-positronstråle har begge partiklene den samme massen, så avviket i reaksjonstiden er fullstendig eliminert. Dette fører til mange fascinerende konsekvenser. For eksempel ville lyd ikke eksistere i elektron-positron-verdenen.
Hvorfor skal vi til og med bekymre oss for så fjerne hendelser? Det er faktisk grunnen til det. For det første vil det å forstå hvordan gammastråle-bursts blir født, tillate oss å forstå mye mer om sorte hull og åpne et stort vindu for å forstå hvordan universet vårt ble og hvordan det vil utvikle seg. For det andre er det en mer subtil grunn. SETI - Søk etter utenomjordisk intelligens - søker etter meldinger fra fremmede sivilisasjoner, og prøver å fange opp elektromagnetiske signaler fra verdensrommet som ikke kan forklares på en naturlig måte (hovedsakelig radiobølger, men gammastråleutbrudd er også forbundet med denne strålingen).
Hvis du peker detektoren ut i verdensrommet, får du selvfølgelig mange forskjellige signaler. Men for å isolere overføringen av intelligente vesener, må du først sørge for at alle naturlige kilder er kjent som kan og bør utelukkes. Den nye studien vil hjelpe oss å forstå utslipp fra sorte hull og pulsarer, så når vi snubler over dem igjen, vet vi at de ikke er romvesener.
Ilya Khel
