Kun de mest kraftfulde eksplosioner i universet.
Hvis dine øjne kunne registrere gamma-stråler, ville du se strålende lysudbrud på himlen ca. en gang om dagen. Blitzene ville være så strålende, de ville øjeblikkeligt overskride alt inklusive solen. Disse gammastråler brister (GRB'er) er de mest magtfulde entallige begivenheder i universet. De menes at være s fra begyndelsen af tiden, hvor de mest massive stjerner i eksistensen voldeligt kollapsede.
GRB'er blev opdaget ved et uheld, mens de ledte efter en meget anden slags elektromagnetisk udbrud. I de tidlige 1970'ere overvågede militære satellitter vores planet for krænkelser af traktaten om nukleart testforbud. Rogue nukleare tests ville dukke op, når gammastråler blinker op fra jorden. Mens der blev opdaget blink, stammede de ikke på Jorden!
Hundreder af bursts blev registreret i årtier, men deres natur forblev et mysterium. Da gammastråler er meget vanskelige at fokusere, var det umuligt at præcisere deres placering på himlen. Også deres flygtige natur gjorde dem vanvittigt vanskelige at undersøge. Da et teleskop kunne peges i retning af en blitz, var det for sent.
Nogle forskere spekulerede i, at de måske er konstrueret af avancerede civilisationer!
Fra 1991 til 2000 opdagede Burst and Transient Source Experiment (BATSE) om bord på Compton Gamma Ray Observatory over 2700 gammastråler. Dette kort viser placeringen af alle disse på himlen. Det faktum, at de ikke er begrænset til vores galakas plan, fortæller astronomer, at GRB'er skal være ekstragalaktiske i naturen. Farverne skelner lysstyrken i bursts. Kredit: NASA
Med fremkomsten af mere avancerede teleskoper begyndte GRB at afsløre mere om sig selv i 1990'erne. De var bestemt ikke lokale. GRB'er i Mælkevejen ville være set mest i vores tynde plan i vores galakse - Compton X-Ray Observatory fandt, at de kom fra hele himlen. Astronomer indså, at de skal være ekstragalaktiske. Bedre teleskoper, som hurtigt identificerede den nøjagtige placering af en GRB førte til detektering af svage efterglødninger over det elektromagnetiske spektrum. I hvert tilfælde kom GRB fra samme retning som en meget fjern galakse. Disse galakser havde en tendens til at være unge, aktive stjerneklinikker - det perfekte sted at opbygge meget massive stjerner.
Efterglødelyset afslørede meget mere. Ved at måle, hvor meget lyset var blevet forskudt ved udvidelsen af universet, kunne astronomer estimere deres afstand. Og de var bestemt ikke lokale. Lyset fra GRB'er havde rejst i over halvdelen af universets alder - de var blandt de fjerneste objekter nogensinde set. Men for at være så langt væk og stadig være den lyseste ting på himlen betød en ufattelig mængde energi at være at producere disse blitz.
Faktisk svarede mængden af energi til at konvertere al massen i solen til ren stråling på få sekunder. Ikke engang en supernova kan gøre det. Du har brug for noget endnu mere magtfuldt - a Hypernova!
En ekstraordinært massiv døende stjerne kan kollapse sin kerne i et sort hul uden at udløse en supernova. Med den pludselige fjernelse af stjernekernen kommer de øverste lag af stjernen sammen for at udfylde hulrummet. Hvis stjernen roterer hurtigt, piskes det infallende materiale op i en hvirvlende vanvid. Der dannes en disk dybt inde i stjernen. I den efterfølgende hvirvel er overophedet plasma indkapslet af stærkt vridde magnetfelter. Som en elektromagnetisk kanon sprænger gasstråler gennem stjernenes poler og bryder ud i rummet. Tunnelen gennem stjernen tvinger plasmastrømmene til smalle kegler og fokuserer tæt på kollapsens energi.
Hvis en af disse jetfly er rettet mod Jorden, ser vi det som en strålende flash af gammastrålelys, der falmer efter kun få sekunder.
Så det ser ud til, at de fleste gammastråle-udbrud stammer fra en smal stråle af intens stråling frigivet under en supernova eller hypernova, når en hurtigt roterende, højmasse-stjerne kollapser for at danne en neutronstjerne, kvarkstjerne eller sort hul.
I mellemtiden synes underklasse af gammastråle-bursts (de “korte” bursts) - begivenheder med en varighed på mindre end cirka to sekunder - at stamme fra en anden proces: fusionen af binære neutronstjerner (eller en neutronstjerne og et sort hul) .
En kunstners gengivelse af en gammastråle burst med fokus på den eksploderende stjernes energi langs to polære jetfly. Vi ser disse bursts, når en af jetflyene er rettet mod Jorden. Kredit: NASA / Swift / Mary Pat Hrybyk-Keith og John Jones (via Wikipedia)
GRB'er har mange poster inden for astronomi. Det mest fjerne objekt, som astronomerne har set, er en briste, hvis lys har rejst i næsten universets alder. Stjernebememeten, der producerede den, eksploderede kort efter de første stjerners alder! En anden GRB er den mest energiske begivenhed, der er kendt: 2,5 millioner gange lysere end den lyseste supernova. Og supernovaer, for rekorden, overgår typisk hele galakser. I 30 sekunder i 2008 var det det fjerneste objekt, der er synligt for det blotte øje - 7,5 milliarder lysår.
Heldigvis har alle GRB'er været i meget sikre afstande fra Jorden. Det nærmeste, der blev opdaget i 2003, er stadig over en milliard lysår væk. Var en GRB til at gå af i vores egen galakse, kan det være bekymrende for menneskeheden. En nærliggende GRB, der pegede lige på Jorden, kunne muligvis udløse en masseudryddelse eller endda sterilisere planeten.
Heldigvis er GRB'er utroligt sjældne. Enhver given galakse kan muligvis kun se en hver få million år. Stadig nok er det nok tid til, at Jorden er blevet sprængt mere end én gang i dens lange historie. Der er faktisk beviser, der antyder, at en udryddelsesbegivenhed for 450 millioner år siden kan have været resultatet af en nærliggende GRB.
Stjernen Eta Carinae, der ligger 8000 lysår væk i stjernebilledet Carina, er en ekstraordinær massiv stjerne. Indeholder massen af 150 solskin, lever den i en kokon af støv og gas, der sprænges af stjernen ved intens stjernevind. På grund af sin ekstreme masse betragter astronomer Eta Carinae som en kandidat til en nærliggende gammastråle, der brister i en ikke alt for fjern fremtid. Da rotationsaksen ikke peger mod os, ville Jorden sandsynligvis være sikker, når denne stjerne eksploderer. Kredit: Nathan Smith (University of California, Berkeley) og NASA (via Wikipedia)
Gamma ray bursts kalder til os fra hele kosmos. Det er ekko fra tidens begyndelse, beacons fra den voldelige implosion af stjernernes giganter. Og selvom nattehimlen rutinemæssigt bades i deres glød, vidste vi ikke, at de var der før for nylig. Vores øjne kan kun registrere en lille smule af al den information, der løber gennem kosmos. Uden avancerede detektorer og teleskoper ville meget af universet forblive for evigt skjult. Hvad andet har været skjult for menneskeheden gennem hele vores historie? Og hvilke nye hemmeligheder vil vi afsløre i morgen?