Στις 2 Ιουλίου 1967, οι ΗΠΑ Βέλα 3 και 4 οι δορυφόροι παρατήρησαν κάτι μάλλον προβληματικό. Αρχικά σχεδιασμένοι για την παρακολούθηση δοκιμών πυρηνικών όπλων στο διάστημα αναζητώντας ακτινοβολία γάμμα, αυτοί οι δορυφόροι πήραν μια σειρά εκρήξεων ακτίνων γάμμα (GRB) που προέρχονται από βαθύ διάστημα. Και ενώ έχουν περάσει δεκαετίες μετά το «περιστατικό Vela», οι αστρονόμοι δεν είναι ακόμη 100% σίγουροι τι τους προκαλεί.
Ένα από τα προβλήματα ήταν ότι μέχρι τώρα, οι επιστήμονες δεν ήταν σε θέση να μελετήσουν τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα σε οποιαδήποτε πραγματική ικανότητα. Ωστόσο, χάρη σε μια νέα μελέτη από μια διεθνή ομάδα ερευνητών, οι GRB έχουν ξαναδημιουργηθεί σε εργαστήριο για πρώτη φορά. Εξαιτίας αυτού, οι επιστήμονες θα έχουν νέες ευκαιρίες να ερευνήσουν GRBs και να μάθουν περισσότερα για τις ιδιότητές τους, οι οποίες θα πρέπει να προχωρήσουν πολύ για να προσδιορίσουν τι τους προκαλεί.
Η μελέτη, με τίτλο «Πειραματική παρατήρηση μιας τρέχουσας αστάθειας σε μια ουδέτερη δέσμη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων», δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Επιστολές φυσικής αναθεώρησης. Η μελέτη διεξήχθη από τον Jonathon Warwick από το Queen's University Belfast και περιελάμβανε μέλη από το SLAC National Accelerator Laboratory, το John Adams Institute for Accelerator Science, το Rutherford Appleton Laboratory και πολλά πανεπιστήμια.
Μέχρι τώρα, η μελέτη των GRBs περιπλέχθηκε από δύο σημαντικά ζητήματα. Από τη μία πλευρά, τα GRB είναι πολύ βραχύβια, διαρκούν μόνο δευτερόλεπτα κάθε φορά. Δεύτερον, όλα τα ανιχνευόμενα γεγονότα έχουν συμβεί σε απομακρυσμένους γαλαξίες, μερικοί από τους οποίους ήταν δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Παρ 'όλα αυτά, υπάρχουν μερικές θεωρίες σχετικά με το τι θα μπορούσε να τους εξηγήσει, από τον σχηματισμό μαύρων οπών και συγκρούσεις μεταξύ των αστεριών νετρονίων έως τις εξωγήινες επικοινωνίες.
Για αυτόν τον λόγο, η έρευνα των GRBs είναι ιδιαίτερα ελκυστική για τους επιστήμονες, καθώς θα μπορούσαν να αποκαλύψουν κάποια πράγματα που ήταν άγνωστα στο παρελθόν σχετικά με τις μαύρες τρύπες. Για χάρη της μελέτης τους, η ερευνητική ομάδα προσέγγισε το ζήτημα των GRBs σαν να σχετίζονται με τις εκπομπές αεριωθούμενων σωματιδίων που απελευθερώνονται από μαύρες τρύπες. Όπως ο Δρ, λέκτορας στο Πανεπιστήμιο Queen's Μπέλφαστ, εξήγησε σε πρόσφατο έργο με τον Η συζήτηση:
«Οι ακτίνες που απελευθερώνονται από τις μαύρες τρύπες αποτελούνται κυρίως από ηλεκτρόνια και τους« αντιύλη »τους, τα ποζιτρόνια… Αυτές οι ακτίνες πρέπει να έχουν ισχυρά, αυτοπαραγόμενα μαγνητικά πεδία. Η περιστροφή αυτών των σωματιδίων γύρω από τα χωράφια εκπέμπει ισχυρές εκρήξεις ακτινοβολίας ακτίνων γάμμα. Ή, τουλάχιστον, αυτό προβλέπουν οι θεωρίες μας. Αλλά δεν γνωρίζουμε πραγματικά πώς θα δημιουργηθούν τα πεδία. "
Με τη βοήθεια των συνεργατών τους στις ΗΠΑ, τη Γαλλία, το Ηνωμένο Βασίλειο και τη Σουηδία, η ομάδα του Queen's University Belfast βασίστηκε στο λέιζερ Gemini, που βρίσκεται στο εργαστήριο Rutherford Appleton στο Ηνωμένο Βασίλειο. Με αυτό το όργανο, το οποίο είναι ένα από τα πιο ισχυρά λέιζερ στον κόσμο, η διεθνής συνεργασία επιδίωξε να δημιουργήσει το πρώτο αντίγραφο μικρής κλίμακας GRB.
Πυροβολώντας αυτό το λέιζερ σε έναν περίπλοκο στόχο, η ομάδα μπόρεσε να δημιουργήσει μικροσκοπικές εκδόσεις αυτών των εξαιρετικά γρήγορων αστροφυσικών πίδακες, τις οποίες ηχογράφησαν για να δουν πώς συμπεριφέρθηκαν. Ο Σάρι δήλωσε:
«Στο πείραμά μας, καταφέραμε να παρατηρήσουμε, για πρώτη φορά, μερικά από τα βασικά φαινόμενα που παίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία εκρήξεων ακτίνων γάμμα, όπως η αυτοπαραγωγή μαγνητικών πεδίων που κράτησαν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτά μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν ορισμένες σημαντικές θεωρητικές προβλέψεις για τη δύναμη και την κατανομή αυτών των πεδίων. Εν ολίγοις, το πείραμά μας επιβεβαιώνει ανεξάρτητα ότι τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται σήμερα για την κατανόηση των εκρήξεων ακτίνων γάμμα βρίσκονται στο σωστό δρόμο. "
Αυτό το πείραμα δεν ήταν μόνο σημαντικό για τη μελέτη των GRBs, αλλά θα μπορούσε επίσης να προωθήσει την κατανόησή μας για το πώς συμπεριφέρονται οι διάφορες καταστάσεις της ύλης. Βασικά, σχεδόν όλα τα φαινόμενα στη φύση ανήκουν στη δυναμική των ηλεκτρονίων, καθώς είναι πολύ ελαφρύτερα από τους ατομικούς πυρήνες και ταχύτερα αποκρίνονται σε εξωτερικά ερεθίσματα (όπως φως, μαγνητικά πεδία, άλλα σωματίδια κ.λπ.).
«Αλλά σε μια δέσμη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, και τα δύο σωματίδια έχουν ακριβώς την ίδια μάζα, πράγμα που σημαίνει ότι αυτή η ανισότητα στους χρόνους αντίδρασης εξαλείφεται πλήρως», δήλωσε ο Δρ Sarri. «Αυτό οδηγεί σε μια ποσότητα συναρπαστικών συνεπειών. Για παράδειγμα, ο ήχος δεν θα υπήρχε σε έναν κόσμο ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. "
Επιπλέον, υπάρχει το προαναφερθέν επιχείρημα ότι οι GRB θα μπορούσαν στην πραγματικότητα να αποτελούν αποδεικτικά στοιχεία της Εξωγήινης Νοημοσύνης (ETI). Στην Αναζήτηση για Εξωγήινη Νοημοσύνη (SETI), οι επιστήμονες αναζητούν ηλεκτρομαγνητικά σήματα που δεν φαίνεται να έχουν φυσικές εξηγήσεις. Γνωρίζοντας περισσότερα για διαφορετικούς τύπους ηλεκτρομαγνητικών εκρήξεων, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να είναι καλύτερα σε θέση να απομονώσουν εκείνες για τις οποίες δεν υπάρχουν γνωστές αιτίες. Ο Σάρι το έθεσε:
«Φυσικά, αν βάλετε τον ανιχνευτή σας για να αναζητήσετε εκπομπές από το διάστημα, λαμβάνετε πάρα πολλά διαφορετικά σήματα. Εάν θέλετε πραγματικά να απομονώσετε έξυπνες εκπομπές, πρέπει πρώτα να βεβαιωθείτε ότι όλες οι φυσικές εκπομπές είναι απόλυτα γνωστές, ώστε να μπορούν να αποκλειστούν. Η μελέτη μας βοηθά στην κατανόηση των εκπομπών της μαύρης τρύπας και του πάλσαρ, έτσι ώστε, όποτε εντοπίζουμε κάτι παρόμοιο, να γνωρίζουμε ότι δεν προέρχεται από έναν εξωγήινο πολιτισμό ».
Όπως και η έρευνα για τα βαρυτικά κύματα, αυτή η μελέτη χρησιμεύει ως παράδειγμα για το πώς φαινόμενα που κάποτε ήταν πέρα από τα δικά μας είναι ανοιχτά στη μελέτη. Και όπως τα βαρυτικά κύματα, η έρευνα σε GRBs είναι πιθανό να αποφέρει εντυπωσιακές αποδόσεις τα επόμενα χρόνια!
