Gama záblesk

Z Multimediaexpo.cz

Aktuální verze z 6. 4. 2024, 10:34

Teplo uvolněné při gama záblesku

Gama záblesk je označení pro jev, při kterém se uvolní nesmírné množství energie ve formě gama záření, což na Zemi pozorujeme jako záblesk v gama oboru. Jde o co do svítivosti nejvýraznější fyzikální jev doposud známý v astronomii. Trvá řádově od zlomku sekundy do 100 sekund a bývá doprovázen následným několikadenním dosvitem rentgenového a ultrafialového záření, nebo viditelného světla.

Záblesky gama záření k nám cestují nesmírně dlouho – dalo by se říci, že jsou jakýmsi „dopisem“ z dálek. Nedávno byl pozorován gama záblesk, který se odehrál téměř před 9,5 miliardami let, to je v době, kdy naše Sluneční soustava ještě vůbec neexistovala.

Objev gama záblesků

Na počátku objevu gama záblesků stála studená válka. Spojené státy americké vyslaly v letech 1963-1965 do kosmického prostoru 3 dvojice družic Vela za účelem detekce výbuchů sovětských jaderných zbraní, a to jak v kosmickém prostoru a tak i na Měsíci. Družice na konci 60. let opravdu detekovaly výbuchy o obrovských energiích. Američané vyloučili, že by se mohlo jednat o sovětské jaderné zbraně.

Jak se záhy ukázalo, jednalo se o ryze kosmické jevy. V roce 1973 předala armáda výsledky astronomům. Vědci o těchto jevech do této doby neměli ani tušení. Pozemské přístroje v té době nebyly schopny detekovat tyto vesmírné jevy, protože gama záření je účinně odstíněno atmosférou. Astronomové zjistili, že gama záblesk má mnohonásobně větší energii, než je svítivost celé galaxie Mléčné dráhy, kde je přibližně 10¹¹ hvězd. V současné době zde pozorujeme desítky takových soustav.

Gama záblesky a živá hmota

Fotony gama záření mají vysokou energii. Intenzivnější záření dokáže velmi efektivně ničit živou hmotu, při větší intenzitě by spálilo veškerý život na Zemi. Před škodlivým zářením nás chrání atmosféra, ale pokud by GRB (gama záblesk) nastal blízko, atmosféra by nás nedokázala chránit. Byl publikován vědecký článek, který popisuje, co by se dělo, kdyby ke gama záblesku došlo ve vzdálenosti menší než 3·10³ světelných let od Sluneční soustavy. Nejprve bychom viděli něco jako je mlhavé světlo, pak by obloha ztemněla a za několik dní by k Zemi dorazila sprška velmi intenzivního a velmi nebezpečného záření, která by zničila pozemský život.

Objevila se i alternativní vysvětlení vyhynutí dinosaurů, založená na zásahu Země intenzivním gama zábleskem. Toto vysvětlení je ale dost sporné, protože pokud by Země obdržela takový zásah, tak bychom tu ani my nemohli psát tyto řádky. To, že by gama záblesk mohl nastat v těsné blízkosti Sluneční soustavy, nikdo stoprocentně vyloučit nemůže. Již bylo dokonce zjištěno působení jednoho z větších gama záblesků na nejsvrchnější vrstvy naší atmosféry. Pravděpodobnost, že by k záblesku došlo tak blízko je ale velmi malá. Patrně k takovému záblesku nedojde dříve, než 50–100 milionů let. A v té době už lidstvo bude nejspíš mít tolik technických prostředků, aby se dokázalo chránit. Ochranou by mohlo být například rozbití nějaké větší planetky, nebo ukrytí se hluboko pod zem na dobu až 1 měsíce.

Teorie vzniku gama záblesku

Supernova

Pokud některé z větších hvězd (limit je několik hmotností Slunce) pomalu dochází vodík, ale stále má dostatek vodíku pro termonukleární reakci, mění se v tzv. červeného veleobra. Po čase pak exploduje jako supernova. Po hvězdě zůstávají jen těžké prvky a proces končí. Naše Slunce ale čeká jiný konec. Hvězdy tohoto typu končí svůj život jako bílý trpaslík.

Srážka neutronových hvězd

Mějme dvě neutronové hvězdy, které okolo sebe krouží. Tento jev nazýváme koalescence, tedy srážka dvou neutronových hvězd. Hvězdy se po čase mohou srazit - vzniká výbuch s vysokou energií – a následně gama záblesk.

Jiné teorie vzniku

Magnetar

Dále je možné, jednou složkou že při koalescenci může být černá díra a druhou neutronová hvězda, případně se mohou srazit dvě černé díry.

Další zajímavá teorie předpokládá namotávání velmi silného elektromagnetického pole neutronové hvězdy zvané magnetar. Jedná se o jev, který vzniká u rychle rotující magneticky aktivní neutronové hvězdy, kdy hmota na siločárách nestačí sledovat pohyb magnetického pole, protože rychlost rotace se blíží rychlosti světla. Tím dochází k namotávání magnetického pole.

Gama záření

Gama záření výbuchu klasické supernovy se podle současných představ šíří rovnoměrně všemi směry. U gama záblesku tomu tak ale není. Zde se gama záření (gama emise) šíří jen ve velmi malém úhlu, tzv. výtrysku neboli jetu. Díky tomu je možné pozorovat jen malé množství zdrojů gama záblesků, které jsou ve vesmíru. Existují ale projekty hledání tzv. sirotků gama záblesků, kterými se zabývají i lidé v České republice. Sirotek gama záblesku je krátký záblesk ve viditelné oblasti, který ale není však doprovázen gama zářením, protože úhel výtrysku optického záření je větší, než úhel výtrysku záření gama.

Gama záblesk trvá řádově od zlomku sekundy po přibližně 100 sekund, přičemž dosvit může být vidět až několik dní. Úspěšnost pozorování samozřejmě záleží na vlastnostech dalekohledu. V Ondřejově (Astronomický ústav AV) jsou montáže, které při zjištění gama záblesku najíždějí do 30 sekund.

Gama záblesky jsou pro astronomy velice zajímavé, neboť z jednoho paprsku gama záblesku, který doputuje k Zemi, mohou zjistit cenné informace. Světlo můžeme rozložit na spektrum a zjistit například teplotu zdroje, složení prachu v místě gama záblesku. Z rudého posuvu je možné odhadnout i vzdálenost zdroje. Záření gama záblesku dokáže perfektně prozkoumat i prostředí mezi Zemí a jeho zdrojem. Jeho rozborem lze pak určit vlastnosti prostředí, kterým světlo proletělo.

Projekty

Astronomický ústav AV je zapojen do projektu Integral Evropské kosmické agentury, hlavní náplní je analýza zdrojů gama záblesků a kontrola družice INTEGRAL, která byla vyslána na oběžnou dráhu s cílem zjišťovat zvláště velké gama záblesky, družice detekuje asi 1 gama záblesk za měsíc.

Externí odkazy

• X-Ray bursts (HEA group)