Οι εκρήξεις των ακτίνων του γκαμμού είναι από τα πιο ισχυρά γεγονότα του σύμπαντος, αναφλέγονται όταν οι αστέρες πεθαίνουν σε τεράστιες εκρήξεις ή όταν συγχωνεύονται σε ... μαζικές εκρήξεις.
Καθώς συμβαίνουν αυτές οι βίαιες κοσμικές εκρήξεις, ενεργούν σαν κοσμικοί φάρους, απελευθερώνοντας δέσμες κάποιου από τα φωτεινότερα φώτα στο σύμπαν, μαζί με μια πλημμύρα νετρίνων, εκείνα τα σκοτεινά, φάντασμα σωματίδια που γλιστρούν μέσα στο σύμπαν σχεδόν εντελώς ανιχνεύσιμα.
Σαφώς, δεν θα θέλατε να εκτίθεστε σε μια από αυτές τις θανατηφόρες, ριπές της ενέργειας για το τηγάνισμα του DNA. Αλλά οι φυσικοί συνηθίζουν να σκέφτονται ότι οι εκρήξεις των ακτίνων γάμμα ήταν επικίνδυνες μόνο αν βρισκόσασταν στο στενό μονοπάτι ενός από τα αεριωθούμενα που προήλθαν από την έκρηξη. Δυστυχώς, μια νέα μελέτη που επικαιροποιήθηκε στη βάση δεδομένων arXiv στις 29 Νοεμβρίου (αλλά δεν έχει ακόμα αξιολογηθεί από τους ομοτίμους) υποδεικνύει ότι αυτές οι εκρήξεις είναι κακές ειδήσεις παντού και μπορεί να στείλουν θανάσιμες ακτίνες σε πολύ ευρύτερη γωνία από ότι προηγουμένως.
Κοσμικά εργοστάσια ακτίνων γ
Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει δύο είδη ουράνιων εκρήξεων ακτίνων γάμμα (καλούμενες GRBs για σύντομο χρονικό διάστημα): οι μακριές που διαρκούν περισσότερο από 2 δευτερόλεπτα (μέχρι μερικά λεπτά) και οι σύντομες διαρκεί λιγότερο από 2 δευτερόλεπτα. Δεν είμαστε σίγουροι τι προκαλεί το GRB στο διάστημα, αλλά πιστεύεται ότι οι μακριές παράγονται όταν τα μεγαλύτερα αστέρια του σύμπαντος μας πεθάνουν στις εκρήξεις σουπερνόβα, αφήνοντας πίσω τους αστέρες νετρονίων ή μαύρες τρύπες. Ένας κατακλυσμικός θάνατος όπως αυτός απελευθερώνει τυφλά τεράστιες ποσότητες ενέργειας σε ένα σχετικό φλας, και voila! Εκρήξεις ακτίνων γάμμα.
Από την άλλη πλευρά, τα σύντομα GRBs θεωρείται ότι προέρχονται από έναν εντελώς διαφορετικό μηχανισμό: τη συγχώνευση δύο αστερωνίων νετρονίων. Αυτά τα γεγονότα δεν είναι σχεδόν εξίσου ισχυρά με τους ξαδέλφους των σουπερνόβα, αλλά προκαλούν αρκετό χάος τοπικά για να παράγουν μια λάμψη ακτίνων γάμμα.
Μέσα σε μια μηχανή αεριωθουμένων
Ακόμα, όταν τα αστέρια νετρονίων συγκρούονται, είναι ένα άσχημο πράγμα. Κάθε άστρο νετρονίων ζυγίζει αρκετές φορές τη μάζα του ήλιου της Γης, αλλά αυτή η μάζα συμπιέζεται σε μια σφαίρα όχι ευρύτερη από μια τυπική πόλη. Κατά τη στιγμή της σύγκρουσης μεταξύ δύο τέτοιων αντικειμένων, στρέφονται άγρια γύρω από ένα άλλο, σε ένα υγιές κλάσμα της ταχύτητας του φωτός.
Στη συνέχεια, τα αστέρια νετρονίων συγχωνεύονται για να σχηματίσουν είτε ένα μεγαλύτερο αστέρι νετρονίων είτε, εάν οι συνθήκες είναι σωστές, μια μαύρη τρύπα, αφήνοντας πίσω του ένα ίχνος καταστροφής και συντρίμμια από τον προηγούμενο κατακλυσμό. Αυτός ο δακτύλιος της ύλης καταρρέει στο πτώμα του πρώην αστέρα νετρονίων, σχηματίζοντας αυτό που είναι γνωστό ως δίσκος προσαύξησης. Στην περίπτωση μιας νεοσυσταθείσας μαύρης τρύπας, αυτός ο δίσκος τροφοδοτεί το τέρας στην καρδιά του σωρού των συντριμμάτων με ρυθμό έως και λίγων αερίων ανά δευτερόλεπτο.
Με όλη την ενέργεια και το υλικό που περιστρέφεται και ρίχνει στο κέντρο του συστήματος, ένας περίπλοκος (και κακώς κατανοητός) χορός ηλεκτρικών και μαγνητικών δυνάμεων στρέφει υλικό και εκτοξεύει πίδακες αυτού του θέματος προς τα πάνω και μακριά από τον πυρήνα, κατά μήκος του άξονα περιστροφής του κεντρικού αντικειμένου και στο περιβάλλον σύστημα. Εάν τα αεροσκάφη αυτά διαπεράσουν, εμφανίζονται σαν γιγαντιαία, σύντομα προβολείς που αγωνίζονται μακριά από τη σύγκρουση. Και όταν αυτά τα προβολέα συμβαίνουν να δείχνουν στη Γη, έχουμε ένα παλμό ακτίνων γάμμα.
Αλλά αυτά τα αεριωθούμενα αεροσκάφη είναι σχετικά στενά και αρκεί δεν βλέπετε το GRB επικεφαλής, δεν θα έπρεπε να είναι τόσο επικίνδυνο, σωστά; Οχι τόσο γρήγορα.
Εργοστάσιο Neutrino
Αποδεικνύεται ότι οι πίδακες σχηματίζονται και απομακρύνονται από τον τόπο της συγκέντρωσης των νετρονίων με έναν περίπλοκο και πολύπλοκο τρόπο. Τα σύννεφα αερίου στρίβουν και μπερδεύονται μεταξύ τους και οι ροές ακτινοβολίας και υλικού μακριά από την κεντρική μαύρη τρύπα δεν έρχονται σε μια τακτοποιημένη και τακτική γραμμή.
Το αποτέλεσμα είναι εντελώς καταστρεπτικό χάος.
Στη νέα μελέτη, ένα αστροφυσικό εξέτασε τις λεπτομέρειες αυτών των συστημάτων μετά το συμβάν σύγκρουσης. Οι ερευνητές έδωσαν ιδιαίτερη προσοχή στη συμπεριφορά των μαζικών σύννεφων αερίου καθώς αυτοί ταξιδεύουν πάνω από τον εαυτό τους με το σβήσιμο που τροφοδοτείται από τους αεριωθούμενους πίδακες.
Μερικές φορές, αυτά τα σύννεφα αερίων συγκρούονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας κύματα κλονισμού που μπορούν να επιταχύνουν και να τροφοδοτήσουν τα δικά τους σύνολα ακτινοβολίας και σωματίδια υψηλής ενέργειας, γνωστά ως κοσμικές ακτίνες. Αυτές οι ακτίνες, αποτελούμενες από πρωτόνια και άλλους βαρείς πυρήνες, παίρνουν αρκετή ενέργεια για να επιταχύνουν σχεδόν την ταχύτητα του φωτός, έτσι ώστε να μπορούν να συγχωνευθούν προσωρινά για να παράγουν εξωτικούς και σπάνιους συνδυασμούς σωματιδίων, όπως πόνυ.
Τα ποντίκια στη συνέχεια αποσυντίθενται γρήγορα σε ντους νετρίνων, μικροσκοπικά σωματίδια που πλημμυρίζουν το σύμπαν αλλά σχεδόν ποτέ δεν αλληλεπιδρούν με άλλα θέματα. Και επειδή αυτά τα νετρίνα παράγονται έξω από τη στενή περιοχή του αεριωθούμενου αεριωθούμενου από την ίδια την GRB, μπορούν να φανούν ακόμη και όταν δεν έχουμε την πλήρη έκρηξη των ακτίνων γάμμα.
Τα ίδια τα νετρίνα είναι ένα σημάδι ότι οι άγριες, θανατηφόρες πυρηνικές αντιδράσεις συμβαίνουν μακρύτερα από το κέντρο των πίδακες. Δεν γνωρίζουμε ακόμη πόσο μακριά εκτείνεται η επικίνδυνη ζώνη, αλλά είναι ασφαλέστερο από το συγγνώμη.
Έτσι, συνοπτικά: Απλά μην πάτε κοντά σε συγκρουόμενα αστέρια νετρονίων.
Paul M. Sutter είναι ένας αστροφυσικός στοΤο κρατικό πανεπιστήμιο του Οχάιο, υποδοχής τουΡωτήστε έναν διαστημόπλοιο καιΔιαστημικό ραδιόφωνο, και συγγραφέας τουΗ Θέση σας στο Σύμπαν.
