Gammablixt
Gammastrålningsutbrott (GRB) är gammastrålar från extremt energirika explosioner. De har setts i avlägsna galaxer. De är de mest lysande elektromagnetiska händelser som man vet att de inträffar i universum.
En utlösning kan pågå från millisekunder till flera minuter, men en typisk utlösning pågår i några sekunder. Den första utbrottet följs vanligen av ett efterljus med längre livslängd som sänds ut vid längre våglängder (röntgen, ultraviolett, synligt ljus, infrarött och radiovågor).
De flesta GRBs är en smal stråle av intensiv strålning som frigörs under en supernova, när en enorm, snabbt snurrande stjärna kollapsar och bildar ett svart hål. En underklass av GRBs (de "korta" utbrotten) verkar komma från en annan process, kanske sammansmältningen av binära neutronstjärnor.
Källorna till de flesta GRB:s är miljarder ljusår från jorden. Detta tyder på att explosionerna är extremt energirika: en typisk explosion släpper ut lika mycket energi på några sekunder som solen gör under hela sin livstid på 10 miljarder år. De är mycket sällsynta (ett fåtal per galax per miljon år).
Alla observerade GRBs har kommit från områden utanför Vintergatan. Liknande fenomen, mjuka gammarepeaterutbrott, är förknippade med magnetarer inom Vintergatan. Det har föreslagits att ett gammastrålningsutbrott i Vintergatan skulle kunna orsaka ett massutdöende på jorden. Inget sådant fall är känt.
Konstnärsillustration av en ljusstark gammastrålning i ett stjärnbildande område. Energin från explosionen strålar in i två smala, motsatt riktade jetstrålar.
Historia
Gammastrålningsutbrott observerades först i slutet av 1960-talet av de amerikanska Vela-satelliterna, som byggdes för att upptäcka gammastrålningspulser som sändes ut av kärnvapen som testades i rymden.
Den 2 juli 1967, kl. 14.19 UTC, upptäckte satelliterna Vela 4 och Vela 3 en gammastrålningsblixt som inte liknar någon känd kärnvapensignatur. Eftersom man inte visste vad som hade hänt, men inte ansåg att frågan var särskilt brådskande, arkiverade teamet vid Los Alamos Scientific Laboratory uppgifterna för undersökning.
Genom att analysera de olika ankomsttiderna för utbrotten som upptäcktes av olika satelliter kunde teamet göra grova uppskattningar av positionerna på himlen för sexton utbrott12-16och definitivt utesluta ett jordiskt eller solrelaterat ursprung. Upptäckten publicerades 1973.
Positioner på himlen för alla gammastrålar som upptäcktes under BATSE-uppdraget. Fördelningen är slumpmässig, utan någon koncentration mot Vintergatans plan, som löper horisontellt genom bildens centrum.
Långa gammastrålar
De flesta observerade händelser varar längre än två sekunder och klassificeras som långa gammastrålar. De har studerats mycket mer ingående än de korta. Nästan alla välstuderade långa gammastrålningsutbrott har förknippats med en snabbt stjärnbildande galax och i många fall även med en supernova med kärnkollaps. Detta kopplar långa GRBs till massiva stjärnors död. Observationer av långa GRBs efterljus vid hög rödskift (stora avstånd) tyder också på att GRBs har sitt ursprung i stjärnbildande regioner. Detta beror på att observationer av avlägsna galaxer innebär att man ser tillbaka i tiden till galaxer i ett tidigare skede.
Energiteknik
Gammastrålningsutbrott tros vara mycket fokuserade explosioner, där större delen av explosionsenergin finns i en smal relativistisk stråle som färdas med en hastighet som överstiger 99,995 % av ljusets hastighet.
Jetens ungefärliga vinkelbredd (dvs. graden av strålning) kan uppskattas direkt genom att observera "jetbrott" i ljuskurvorna för efterljus: en tid efter vilken det långsamt avklingande efterljuset börjar blekna plötsligt, eftersom jetstrålen saktar ner och inte längre kan stråla ut sin strålning så effektivt. Observationerna tyder på att jetvinkeln varierar kraftigt mellan 2 och 20 grader.
Eftersom energin är starkt strålad (mycket smal) missar gammastrålarna från de flesta utbrott jorden och upptäcks aldrig. När en gammastrålning är riktad mot jorden, gör fokuseringen av energin längs en relativt smal stråle att den framstår som mycket ljusare än vad den skulle ha varit om energin hade avgivits sfäriskt. När man tar hänsyn till denna effekt observeras typiska gammastrålningsutbrott ha en verklig energiavgivning på cirka 10 44J, eller cirka 1/2000 av en solmassas energiekivalent.
Detta kan jämföras med den energi som frigörs i en ljusstark supernova av typ Ib/c (ibland kallad hypernova). Mycket ljusstarka supernovor har setts vid platsen för några av de närmaste GRB:erna.
Frågor och svar
F: Vad är gammastrålar?
S: Gamma-ray bursts (GRBs) är blixtar av gammastrålar från extremt energirika explosioner.
F: Hur länge varar vanligtvis GRBs?
S: GRBs kan pågå från millisekunder till flera minuter, även om en typisk utbrottsutbrott varar några sekunder.
F: Vad är källan till de flesta GRB?
S: De flesta GRBs är en smal stråle av intensiv strålning som frigörs under en supernova, när en enorm, snabbt snurrande stjärna kollapsar och bildar ett svart hål.
Fråga: Varifrån kommer de flesta observerade GRBs?
S: Alla observerade GRBs har kommit från platser utanför Vintergatan.
F: Hur mycket energi frigörs i genomsnitt vid en utbrott?
Svar: En typisk explosion släpper ut lika mycket energi på några sekunder som solen gör under hela sin 10 miljarder år långa livstid.
F: Hur sällsynta är GRB-händelser?
Svar: De är mycket sällsynta (ett fåtal per galax per miljon år).
F: Kan gammastrålningsutbrott utgöra någon fara i vår egen galax?
Svar: Det har föreslagits att ett gammastrålningsutbrott i Vintergatan skulle kunna orsaka ett massutdöende på jorden, men inget sådant fall är känt.
