Избухванията на гама-лъчи са сред най-мощните събития във Вселената, запалвани, когато звездите умират при масивни експлозии или когато се сливат в ... масивни експлозии.
Докато се извършват тези жестоки космически експлозии, те действат като космически фарове, освобождавайки лъчи на едни от най-ярките светлини във Вселената, заедно с потоп от неутрино, онези мъгливи, призрачни частици, които се плъзгат през Вселената почти изцяло неоткрити.
Ясно е, че не бихте искали да бъдете изложени на един от тези смъртоносни изблици на ДНК-енергия. Но физиците смятаха, че гамасковите изблици са опасни само ако сте в тесния път на един от струите, идващи от експлозията. За съжаление, ново проучване, актуализирано в базата данни на arXiv 29 ноември (но все още не е извършено проверка), предполага, че тези изригвания са лоши новини навсякъде и могат да изпращат смъртоносни лъчи под далеч по-широк ъгъл, отколкото се смяташе досега.
Космически фабрики за гама-лъчи
През десетилетията астрономите са идентифицирали два вида изблици на небесни гама-лъчи (наречени GRBs за кратко): дълги с продължителност над 2 секунди (до няколко минути) и къси с продължителност по-малко от 2 секунди. Не сме точно сигурни какво причинява GRBs в космоса, но се смята, че дългите се получават, когато най-големите звезди в нашата Вселена умират при експлозии на свръхнови, оставяйки след себе си неутронни звезди или черни дупки. Катаклизна смърт като тази освобождава ослепително огромни количества енергия при относителна светкавица и воала! Гама-изблици.
Смята се, че кратките GRBs произхождат от съвсем различен механизъм: сливането на две неутронни звезди. Тези събития не са почти толкова мощни, колкото техните братовчеди на свръхнова, но местно пораждат достатъчно поразия, за да предизвикат светкавица от гама-лъчи.
Вътре в реактивен двигател
Все пак, когато неутронните звезди се сблъскат, това е грозно нещо. Всяка неутронна звезда тежи няколко пъти масата на слънцето на Земята, но тази маса се компресира в сфера, не по-широка от типичния град. В момента на удара между два такива обекта те свирепо обикалят около себе си със здрава част от скоростта на светлината.
На следващо място, неутронните звезди се сливат, за да образуват или по-голяма неутронна звезда, или, ако условията са правилни, черна дупка, оставяйки след себе си следа от разрушение и отломки от предходния катаклизъм. Този пръстен от материя се срутва върху трупа на бившата неутронна звезда, образувайки това, което е известно като аккреционен диск. В случай на новообразувана черна дупка, този диск захранва чудовището в сърцето на купчината отломки със скорост до няколко слънчеви струва газ в секунда.
С цялата енергия и материал, които се въртят и изливат в центъра на системата, сложен (и неразбран) танц на електрически и магнитни сили навива материал и изстрелва струи от тази материя нагоре и далеч от сърцевината, по оста на въртене на централния обект и в заобикалящата система. Ако тези самолети пробият, те изглеждат като гигантски, кратки прожектори, които се движат далеч от сблъсъка. И когато тези прожектори се насочат към Земята, получаваме импулс от гама-лъчи.
Но тези струи са сравнително тесни и стига да не виждате ГРБ преднина, не би трябвало да е толкова опасно, нали? Не толкова бързо.
Неутрино фабрика
Оказва се, че струите се образуват и се отдалечават от мястото на сливането на неутронните звезди по разхвърлян, сложен начин. Газовите облаци се извиват и се усукват един върху друг, а потоците от радиация и материал далеч от централната черна дупка не идват в чиста и подредена линия.
Резултатът е пълен, разрушителен хаос.
В новото проучване двойка астрофизици изследват детайлите на тези системи след сблъсъка. Изследователите обърнаха голямо внимание на поведението на масивни облаци от газ, докато те пътуват над себе си в щампата, задвижвана от избягащите струи.
Понякога тези газови облаци се сблъскват помежду си, образувайки ударни вълни, които могат да ускорят и захранват собствените си набори от радиационни и високоенергийни частици, известни като космически лъчи. Тези лъчи, съставени от протони и други тежки ядра, получават достатъчно енергия, за да се ускорят до почти скоростта на светлината, така че те могат временно да се слеят, за да произведат екзотични и редки комбинации от частици, като пионите.
След това пионите бързо се разпадат в душове на неутрино, малки частици, които заливат Вселената, но почти никога не взаимодействат с друга материя. И тъй като тези неутрино се произвеждат извън тесния участък на струята, взривяваща се от самия GRB, те могат да се видят дори когато не получим пълния взрив на гама-лъчи.
Самите неутрино са знак, че свирепи, смъртоносни ядрени реакции се случват по-далеч от центъра на струите. Все още не знаем точно докъде се простира опасната зона, но по-добре безопасно от съжаление.
И така, накратко: Просто не ходете никъде близо до сблъскващи се неутронни звезди.
Пол М. Сътър е астрофизик вДържавният университет в Охайо, домакин наПопитайте Космонавт иКосмическо радиои автор наВашето място във Вселената.
