Müasir astrofizika və kosmologiyaya böyük maraq qamma-şüa partlayışları adlanan hadisələrin xüsusi sinfidir. Bir neçə onilliklər ərzində və xüsusən də son illərdə elm bu genişmiqyaslı kosmik hadisə ilə bağlı müşahidə məlumatları toplayır. Onun təbiəti hələ tam aydınlaşdırılmayıb, lakin onu izah etməyə iddia edən kifayət qədər əsaslandırılmış nəzəri modellər var.
Fenomen anlayışı
Qamma şüalanması elektromaqnit spektrinin ən çətin bölgəsidir, təxminən 6∙1019 Hz-dən yüksək tezlikli fotonlar tərəfindən əmələ gəlir. Qamma şüalarının dalğa uzunluqları atomun ölçüsü ilə müqayisə oluna bilər və eyni zamanda bir neçə dəfə daha kiçik ola bilər.
Qamma-şüalarının partlaması kosmik qamma-şüaların qısa və son dərəcə parlaq partlayışıdır. Onun müddəti bir neçə on millisaniyədən bir neçə min saniyəyə qədər ola bilər; ən çox qeydə alınırtəxminən bir saniyə davam edən yanıb-sönür. Partlayışların parlaqlığı əhəmiyyətli ola bilər, yumşaq qamma diapazonunda səmanın ümumi parlaqlığından yüzlərlə dəfə yüksəkdir. Xarakterik enerjilər radiasiya kvantına görə bir neçə on ilə minlərlə kiloelektronvolt arasında dəyişir.
Məşəllərin mənbələri səma sferası üzərində bərabər paylanmışdır. Onların mənbələrinin çox uzaqda, milyardlarla işıq ili qədər kosmoloji məsafələrdə olduğu sübut edilmişdir. Partlayışların başqa bir xüsusiyyəti, işıq əyrisi kimi tanınan müxtəlif və mürəkkəb inkişaf profilidir. Bu fenomenin qeydə alınması demək olar ki, hər gün baş verir.
Təhsil tarixi
Kəşf 1969-cu ildə Amerika hərbi Vela peyklərindən alınan məlumatları emal edərkən baş verib. Məlum olub ki, 1967-ci ildə peyklər komanda üzvlərinin heç nə ilə müəyyən edə bilmədiyi iki qısa qamma şüalanma impulsunu qeydə alıblar. İllər keçdikcə belə tədbirlərin sayı artıb. 1973-cü ildə Velanın məlumatlarının məxfiliyi ləğv edildi və nəşr olundu və bu fenomenlə bağlı elmi araşdırmalar başladı.
1970-ci illərin sonu və 1980-ci illərin əvvəllərində Sovet İttifaqında bir sıra KONUS təcrübələri müddəti 2 saniyəyə qədər olan qısa partlayışların mövcudluğunu müəyyən etdi və həmçinin qamma şüalanma partlayışlarının təsadüfi paylandığını sübut etdi.
1997-ci ildə "sonrakı parıltı" fenomeni kəşf edildi - daha uzun dalğa uzunluqlarında partlayışın yavaş çürüməsi. Bundan sonra elm adamları ilk dəfə olaraq hadisəni optik obyektlə - çox uzaqda qırmızı yerdəyişən qalaktika ilə eyniləşdirməyə nail olublar.z=0, 7. Bu, hadisənin kosmoloji mahiyyətini təsdiq etməyə imkan verdi.
2004-cü ildə Swift orbital qamma-şüaları rəsədxanası işə salındı, onun köməyi ilə rentgen və optik şüalanma mənbələri ilə qamma diapazonu hadisələrini tez müəyyən etmək mümkün oldu. Hazırda orbitdə daha bir neçə cihaz, o cümlədən Qamma-şüaları Kosmik Teleskopu fəaliyyət göstərir. Fermi.
Təsnifat
Hazırda müşahidə edilən xüsusiyyətlərə əsasən iki növ qamma-şüa partlaması fərqləndirilir:
- Uzun, 2 saniyə və ya daha çox müddətlə xarakterizə olunur. Belə alovlanmaların təxminən 70% -i var. Onların orta müddəti 20-30 saniyədir və GRB 130427A alovunun maksimum qeydə alınmış müddəti 2 saatdan çox olmuşdur. Belə bir nöqteyi-nəzər var ki, ona görə belə uzun hadisələr (indi bunlardan üçü var) ultra-uzun partlayışların xüsusi növü kimi fərqləndirilməlidir.
- Qısa. Onlar dar bir zaman çərçivəsində inkişaf edir və solurlar - 2 saniyədən az, lakin orta hesabla təxminən 0,3 saniyə davam edir. İndiyə qədər rekordçu yalnız 11 millisaniyə davam edən flaşdır.
Sonra biz iki əsas növün GRB-lərinin ən çox ehtimal olunan səbəblərini nəzərdən keçirəcəyik.
Hypernova əks-sədaları
Əksər astrofiziklərin fikrincə, uzun partlayışlar həddindən artıq böyük ulduzların çökməsinin nəticəsidir. Kütləsi 30 günəş kütləsindən çox olan və ömrünün sonunda qara dəliyin yaranmasına səbəb olan sürətlə fırlanan ulduzu təsvir edən nəzəri model var. Akkreditasiya diskibelə bir cisim, kollapsar, ulduz zərfinin qara dəliyə sürətlə düşməsi səbəbindən yaranır. Qara dəlik onu bir neçə saniyəyə udur.
Nəticədə güclü qütblü ultrarelativistik qaz reaktivləri - reaktivlər əmələ gəlir. Reaktivlərdə maddənin çıxma sürəti işıq sürətinə yaxındır, temperatur və bu bölgədə maqnit sahələri çox böyükdür. Belə bir reaktiv qamma radiasiya axını yaratmağa qadirdir. Bu fenomen "supernova" termininə bənzətməklə hipernova adlanırdı.
Uzun qamma-şüaları partlamalarının çoxu uzaq qalaktikalarda qeyri-adi spektrə malik fövqəlnovalarla kifayət qədər etibarlı şəkildə eyniləşdirilir. Onların radio diapazonunda müşahidələri ultrarelativistik reaktivlərin mümkün mövcudluğunu göstərdi.
Neytron ulduzlarının toqquşması
Modelə görə, kütləvi neytron ulduzları və ya neytron ulduzu-qara dəlik cütü birləşdikdə qısa partlayışlar baş verir. Belə bir hadisə xüsusi bir ad aldı - "kilon", çünki bu prosesdə buraxılan enerji yeni ulduzların enerji buraxılışını üç miqyasda üstələyə bilər.
Bir cüt superkütləli komponent əvvəlcə qravitasiya dalğaları yayan ikili sistem əmələ gətirir. Nəticədə sistem enerji itirir və onun komponentləri spiral trayektoriyalar üzrə sürətlə bir-birinin üzərinə düşür. Onların birləşməsi xüsusi konfiqurasiyanın güclü maqnit sahəsinə malik sürətlə fırlanan obyekti yaradır və bunun sayəsində yenə də ultrarelativistik reaktivlər əmələ gəlir.
Simulyasiya göstərir ki, nəticə 0,3 saniyə ərzində qara dəliyin üzərinə düşən akkresiya plazma toroidi olan qara dəlikdir. Akkresiya nəticəsində yaranan ultrarelativistik reaktivlərin mövcudluğu eyni vaxtda davam edir. Müşahidə məlumatları ümumiyyətlə bu modelə uyğundur.
2017-ci ilin avqustunda LIGO və Qız qravitasiya dalğası detektorları 130 milyon işıq ili uzaqlıqdakı qalaktikada neytron ulduzlarının birləşməsini aşkar etdilər. Kilonovanın ədədi parametrləri simulyasiyanın proqnozlaşdırdığı kimi eyni olmadığı ortaya çıxdı. Lakin qravitasiya dalğası hadisəsi qamma-şüa diapazonunda qısa bir partlayış, həmçinin rentgen şüalarının infraqırmızı dalğa uzunluqlarına təsirləri ilə müşayiət olundu.
Qəribə flaş
14 iyun 2006-cı ildə Swift Gamma Rəsədxanası 1,6 milyard işıq ili uzaqlıqda yerləşən çox da böyük olmayan qalaktikada qeyri-adi hadisə aşkar etdi. Onun xüsusiyyətləri həm uzun, həm də qısa flaşların parametrlərinə uyğun gəlmirdi. Qamma-şüa partlaması GRB 060614 iki impulsa malik idi: birincisi, 5 saniyədən az uzunluqda olan sərt nəbz, sonra isə daha yumşaq qamma şüalarının 100 saniyəlik “quyruğu”. Qalaktikada fövqəlnovanın əlamətləri aşkar edilə bilmədi.
Bir müddət əvvəl oxşar hadisələr artıq müşahidə olunurdu, lakin onlar təxminən 8 dəfə zəif idi. Beləliklə, bu hibrid artım hələ nəzəri modelin çərçivəsinə uyğun gəlmir.
GRB 060614 anomal qamma-şüa partlayışının mənşəyi haqqında bir neçə fərziyyə var. In-Birincisi, onun həqiqətən uzun olduğunu və qəribə xüsusiyyətlərin bəzi xüsusi şərtlərlə bağlı olduğunu güman edə bilərik. İkincisi, flaş qısa idi və hadisənin "quyruğu" nədənsə böyük bir uzunluq əldə etdi. Üçüncüsü, güman etmək olar ki, astrofiziklər yeni növ partlayışlarla qarşılaşıblar.
Tamamilə ekzotik bir fərziyyə də var: GRB 060614 nümunəsində elm adamları "ağ dəlik" adlanan şeylə qarşılaşdılar. Bu, hadisə üfüqünə malik olan, lakin normal qara dəliyə qarşı olan zaman oxu boyunca hərəkət edən fəza-zamanın hipotetik bölgəsidir. Prinsipcə, ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin tənlikləri ağ dəliklərin mövcudluğunu proqnozlaşdırır, lakin onların identifikasiyası üçün heç bir ilkin şərt və belə obyektlərin əmələ gəlmə mexanizmləri haqqında nəzəri fikirlər yoxdur. Çox güman ki, romantik fərziyyədən imtina edilməli və modellərin yenidən hesablanmasına diqqət yetirilməlidir.
Potensial təhlükə
Kainatda qamma-şüa partlayışları hər yerdə olur və tez-tez baş verir. Təbii sual yaranır: onlar Yer üçün təhlükə yaradırmı?
Güclü qamma şüalanmasına səbəb ola biləcək biosfer üçün nəticələri nəzəri olaraq hesablayıb. Beləliklə, 1052 erg (1039 MJ və ya təxminən 3,3∙1038 uyğun gəlir) enerji buraxılışı ilə kWh) və 10 işıq ili məsafədə partlamanın təsiri fəlakətli olacaq. Yarımkürədə Yer səthinin hər kvadrat santimetrində qamma şüalarının düşməsinin bədbəxtlik yaşayacağı hesablanıb.axın, 1013 erg, və ya 1 MJ və ya 0,3 kVt/saat enerji buraxılacaq. Digər yarımkürənin də problemi olmayacaq - bütün canlılar orada öləcək, lakin bir az sonra ikinci dərəcəli təsirlərə görə.
Lakin belə bir kabusun bizi təhdid etmə ehtimalı azdır: Günəşin yaxınlığında belə dəhşətli enerji buraxılmasını təmin edə biləcək ulduzlar sadəcə olaraq yoxdur. Qara dəlik və ya neytron ulduzu olmaq taleyi bizə yaxın olan ulduzları da təhdid etmir.
Əlbəttə ki, qamma-şüa partlaması biosfer üçün ciddi təhlükə yarada bilər və daha böyük məsafədə, lakin nəzərə almaq lazımdır ki, onun şüalanması izotrop deyil, kifayət qədər dar bir axınla yayılır., və Yerdən ona düşmə ehtimalı ümumiyyətlə nəzərə alınmayandan xeyli azdır.
Öyrənmə Perspektivləri
Kosmik qamma-şüa partlayışları demək olar ki, yarım əsr ərzində ən böyük astronomik sirrlərdən biri olmuşdur. İndi müşahidə vasitələrinin (kosmik alətlər də daxil olmaqla), məlumatların işlənməsi və modelləşdirilməsinin sürətli inkişafı sayəsində onlar haqqında bilik səviyyəsi xeyli yüksəlib.
Məsələn, bir müddət əvvəl partlama fenomeninin mənşəyini aydınlaşdırmaq üçün mühüm addım atıldı. Fermi peykindən alınan məlumatları təhlil edərkən məlum oldu ki, qamma şüalanma ultrarelativistik reaktiv təyyarələrin protonlarının ulduzlararası qaz protonları ilə toqquşması nəticəsində yaranır və bu prosesin təfərrüatları dəqiqləşdirilib.
Qırmızı yerdəyişmə Z=10 ilə müəyyən edilmiş məsafələrə qədər qalaktikalararası qazın paylanmasının daha dəqiq ölçülməsi üçün uzaq hadisələrin sonrakı parıltısından istifadə edilməsi nəzərdə tutulur.
Eyni zamandaPartlayışların təbiətinin çox hissəsi hələ də məlum deyil və biz yeni maraqlı faktların ortaya çıxmasını və bu obyektlərin öyrənilməsində gələcək irəliləyişləri gözləməliyik.
