From Wikipedia, the free encyclopedia
A gamma-kitörések (rövidítve: GRB, az angol gamma-ray burst-ből) látszólag véletlenszerű helyekről érkező gammafelvillanások, melyek 10-20 milliszekundumtól néhány percig tartanak, és gyakran követi őket utófénylés nagyobb hullámhosszokon (röntgen, ultraibolya, látható fény, infravörös és rádióhullám). Ezek a legfényesebb jelenségek a világegyetemben az ősrobbanás után. Gamma-kitöréseket naponta átlagosan egyszer észlelnek az űrben keringő műholdak.
Úgy tűnik, hogy a megfigyelt gamma-kitörések többsége („hosszú” kitörések) nagy tömegű (legalább 30-40 naptömeg) csillagok élete végén jön létre (ezeket szokás kollapszárnak vagy hipernóvának nevezni). Az ilyen robbanások nagy részét kis tömegű, szabálytalan galaxisok csillagai okozzák. A progenitor vagyis az objektum amely létrehozza, általában gyorsan forgó csillag, ami a forgás miatt nem tud egyszerű szupernóvaként felrobbanni. Fémtartalma (a csillagászati terminológiában fémnek nevezünk minden elemet a hidrogénen és a héliumon kívül) valószínűleg nagyon alacsony, emiatt a csillag viszonylag kevés anyagot veszít csillagszél formájában.[1] A központi rész összeomlása révén a haldokló csillag közepén létrejön egy fekete lyuk. A többi anyag fekete lyukba való bespirálozása közben jönnek létre az ultra-relativisztikus kitörések, feltehetően jetek (anyagsugarak) formájában.
A gamma-kitörések kisebbik része („rövid” kitörések) máshogy jön létre, általában két, egymás körül keringő neutroncsillag (vagy neutroncsillag fekete lyuk kettős) ütközéséből (lásd: kilonóva).
Az összes ismert gamma-kitörés a Tejútrendszeren kívüli esemény (bár egy hasonló jelenséget, a lágy gamma-ismétlőket a galaktikus magnetároknak tulajdonítják), és legtöbbjük több milliárd fényévre van.
A kozmikus gamma-kitöréseket az 1960-as évek végén fedezték fel az amerikai Vela műholdakkal. Ezeket a holdakat a szovjetek titkos űrbéli (többek között a Hold túlsó felén tervezett) nukleáris fegyvertesztelései által kibocsátott gammasugár-impulzusok megfigyelésére építették. Soha nem észleltek ilyen tesztelést, de mélyűrből érkező villanásokat találtak. Ezeket az eredményeket 1973-ban tették közzé,[2] elindítva a gamma-kitörések modern tudományos kutatását.
A gamma-kitörések felfedezését több későbbi küldetésen megerősítették, beleértve az Apollo és a Venyera küldetéseket. A gamma-sugarak nem tudnak áthatolni a Föld légkörén, csak az űrből látszanak. Sok elmélet megjelent ezekről a folyamatokról, vannak közeli forrásokat feltételező elképzelések, de legtöbbjük galaktikus eredettel számol. Újabb nagy előrelépést a Compton űrtávcső (Compton Gamma Ray Observatory, CGRO) és annak BATSE (Burst and Transient Source Explorer) nagy érzékenységű gammasugár-detektora jelentett. Az általa szolgáltatott fontos információk közé tartozott, hogy a gamma-kitörések eloszlása az égen izotróp, vagyis nem tömörülnek különleges irányokban, mint a galaktikus sík vagy a galaktikus központ[3] cáfolva minden galaktikus származást. A kitörések izotrópiájának felfedezése leszűkítette a lehetséges távolságokat és az 1990-es évek közepére már csak két elméletet tartottak elfogadhatónak. Az egyik szerint a galaxist körülvevő nagy, diffúz haloból származnak, a másik szerint pedig távoli, lokális csoporton kívüli galaxisokból. A galaktikus modell támogatói[4] olyan jól ismert objektumokra gondoltak, mint a lágy gamma-ismétlők, a periodikusan kitörő, erősen magnetizált galaktikus neutroncsillagok, valamint arra a tényre, hogy egy ilyen látszólagos fényességű távoli kitörés túl nagy energiát igényel. Az extragalaktikus modell támogatói[5] szerint a neutroncsillag elmélet túl sok egybeeséssel számol ahhoz, hogy megmagyarázza a BATSE által észlelt izotrópiát.
A gamma-kitörések két, látszólag különálló kategóriába esnek: rövid időtartamú, erős-spektrum kitörések ("rövid kitörések") és hosszú időtartamú, lágy-spektrum kitörések ("hosszú kitörések").[6] A rövid kitörések időtartama általában 2 másodpercnél rövidebb és nagyobb energiájú fotonok jellemzik, a hosszú kitörések tipikusan 10-40 másodpercig tartanak, fotonjaik alacsonyabb energiájúak. Az elmúlt években felmerült egy harmadik, közepes időtartamú csoport léte is.[7][8][9][10] Az elkülönülés nem abszolút, a populációk átfedik egymást.
A gammasugár detektorok rossz felbontása miatt a felfedezés után sokáig még egyetlen gamma-kitörést sem lehetett társítani ismert objektummal (csillaggal vagy galaxissal). Az egyedüli reményt a kitörést követő halvány, nagyobb hullámhosszú sugárzás – az ún. utófénylés – megtalálása jelentette, amelyet a legtöbb elméleti modell megjósolt.[11] Viszont az intenzív keresés ellenére sem találtak ilyen emissziót.
Ez megváltozott 1997-ben, amikor a holland–olasz építésű BeppoSAX műhold egy gamma-kitörés irányára állította a röntgenkameráját és halványuló röntgensugárzást észlelt. Ezt követően földi teleszkópok optikai fénylést is találtak.[12] A pontos helyzet ismeretében most már a kitörés elhalványulása után is azonosítani lehetett egy halvány, nagyon távoli galaxist a kitörés helyén.[13] Néhány héten belül a távolságról szóló hosszú vita véget ért: a gamma-kitörések extragalaktikus jelenségek, távoli, halvány galaxisokban. Ez a felfedezés forradalmasította a kitörések vizsgálatát.[14]
Hasonló változások vannak ma is a gamma-kitörések vizsgálatában, főleg a NASA Swift műholdjának köszönhetően. Fedélzetén érzékeny gammadetektorokon kívül röntgen- és optikai teleszkópok is vannak, amelyek kevesebb mint egy perc alatt az új kitörés irányába fordulnak. Az eddigi eredmények közé tartozik a rövid kitörések utófényléseinek első észlelése, hatalmas mennyiségű adat az utófénylések környezetéről fejlődésük korai szakaszában, és hatalmas röntgenkitörések felfedezése a gamma-kitörés után egy perctől egy napig terjedő időszakban.
2008. április 23-án bocsátották fel Indiából az olasz AGILE csillagászati műholdat, melynek fedélzetén a gamma-tartományban működő képalkotó műszer (GRID, Gamma Ray Imagining Detector), valamint kemény röntgensugárzást vizsgáló detektor (SuperAGILE) és szilícium mikrokaloriméter (MCAL) van. A műhold a gamma-kitörések gyors helymeghatározásában és kemény röntgenforrások gamma-tartománybeli vizsgálatában fog segítséget nyújtani.[15]
2008. június 11-én pályára állították a Fermi- (korábbi nevén GLAST, Gamma-ray Large Area Space Telescope, azaz Nagy Látómezejű Gammasugár-Űrtávcső) űrtávcsövet, mely a Compton űrtávcsővel megegyező feladatot fog ellátni, annál jóval nagyobb érzékenységgel.
Villámláskor időnként nagy energiájú elektron- és gamma-sugárzás is keletkezik, amit angol elnevezéssel Terrestrial Gamma-ray Flashes-nek (röviden: TGF-nek) neveznek („földi gammasugár-felvillanás”). Ezt a sugárzást a földi légkör elnyeli, így kizárólag a légkörön kívül, műholddal észlelhető.
Az ilyen eredetű sugárzást első ízben az 1990-es években a NASA Compton gammasugár-űrtávcsöve észlelte. A NASA későbbi RHESSI küldetése is végzett megfigyeléseket, amik megerősítették a korábbi méréseket, azonban sok kérdés még nyitott a jelenséggel kapcsolatban (például a villámlások 100-szor gyakrabban történnek).
A földi eredetű gamma-felvillanásokat az apró Firefly műholddal kívánják vizsgálni, melynek felbocsátása 2010/2011-ben esedékes.[16]
A műholdak eddig több ezer gamma-kitörést észleltek. A következő lista csak a történelmi és tudományos fontosságú kitöréseket tartalmazza:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
