Záblesk gama žiarenia

Umelecká predstava ukazuje priebeh života masívnej hviezdy, ktorý je zakončený jej zrútením do čiernej diery. Premenu na čiernu dieru sprevádza záblesk gama žiarenia.

Záblesk gama žiarenia, vzplanutie gama žiarenia alebo GRB (z anglického Gamma ray burst) je prudký záblesk gama žiarenia na oblohe. Zjavuje sa náhodne, má neznámy pôvod a čas ani miesto jeho objavenia sa nedá predvídať. Záblesky gama žiarenia k nám cestujú nesmierne dlho – dalo by sa povedať, že sú akýmsi dopisom z diaľok. Nedávno bol pozorovaný gama záblesk, ktorý sa odohral takmer pred 9,5 miliardami rokov, to je v čase, keď naša slnečná sústava ešte vôbec neexistovala.

Môže trvať od niekoľko tisícin sekundy po 1,6 hodiny (najdlhší pozorovaný záblesk). Nakoľko gama žiarenie zemská atmosféra neprepúšťa, môžu byť tieto záblesky identifikované len na základe pozorovania družíc. Niektoré GRB však majú tzv. dosvit v ostatných oblastiach spektra: V röntgenovom, ultrafialovom, viditeľnom, infračervenom, mikrovlnnom a rádiovom žiarení. Dosvit vo viditeľnom svetle môžeme pozorovať pozemskými teleskopmi.

Podľa dĺžky trvania delíme záblesky na

• krátkodobé gama záblesky – trvajú kratšie než 2 sekundy, v priemere 0,5 sekundy
• dlhodobé gama vzplanutia – trvajú od 2 sekúnd do 1,6 hodiny, v priemere 35 sekúnd

Objav gama zábleskov

Na začiatku objavu gama zábleskov stála studená vojna. Spojené štáty vyslali v rokoch 1963 – 1965 do kozmického priestoru 3 dvojice družíc Vela za účelom detekcie výbuchov sovietskych atómových zbraní, a to ako v kozmickom priestore, tak aj na Mesiaci.

Družice na konci 60. rokov naozaj detegovali výbuchy s obrovskými energiami. Američania vylúčili, že by mohlo ísť o sovietske atómové zbrane. Ako sa čoskoro ukázalo, išlo o čisto kozmické javy. V roku 1973 predala armáda výsledky astronómom. Vedci o týchto javoch do tej doby nemali ani tušenie. Pozemské prístroje v tom čase neboli schopné detegovať tieto vesmírne javy, pretože gama žiarenie je účinne odtienené atmosférou. Astronómovia zistili, že gama záblesk má mnohonásobne väčšiu energiu, ako je svietivosť celej galaxie Mliečna cesta, kde je približne 10¹¹ hviezd.

Gama záblesky a živá hmota

Wolf-Rayetova hviezda, kandidát na pôvodcu dlhých gama zábleskov

Fotóny gama žiarenia majú vysokú energiu. Intenzívnejšie žiarenie dokáže veľmi efektívne ničiť živú hmotu, pri väčšej intenzite by spálilo všetok život na Zemi. Pred škodlivým žiarením nás chráni atmosféra, ale ak by GRB (gama záblesk) nastal blízko, atmosféra by nás nedokázala ochrániť. Bol publikovaný vedecký článok, ktorý popisuje, čo by sa dialo, keby ku gama záblesku došlo vo vzdialenosti menšej ako 3·10³ svetelných rokov od slnečnej sústavy. Najskôr by sme videli niečo ako je zahmlené svetlo, potom by obloha stemnela a za niekoľko dní by na Zem dorazila spŕška veľmi intenzívneho a veľmi nebezpečného žiarenia, ktorá by zničila pozemský život.

Objavilo sa aj alternatívne vysvetlenie vyhynutia dinosaurov, založené na zásahu Zeme intenzívnym gama zábleskom. Toto vysvetlenie je ale dosť sporné, pretože ak by bola Zem zasiahnutá takým zábleskom, tak by sme nežili ani my. To, že by gama záblesk mohol nastať v tesnej blízkosti slnečnej sústavy, nikto stopercentne vylúčiť nemôže. Bolo už dokonca zistené pôsobenie jedného z väčších gama zábleskov na najvrchnejšie vrstvy našej atmosféry. Pravdepodobnosť, že by k záblesku došlo tak blízko je ale veľmi malá. Pravdepodobne k takému záblesku nedôjde skôr, ako za 50–100 miliónov rokov. A v tom čase už ľudstvo bude pravdepodobne mať toľko technických prostriedkov, aby sa dokázalo chrániť. Ochranou by mohlo byť napríklad rozbitie nejakej väčšej planétky, alebo ukrytie sa hlboko pod zem na dobu až 1 mesiaca.

Teórie vzniku gama zábleskov

Supernova

Ak niektorej z väčších hviezd (limit je niekoľko hmotností Slnka) pomaly dochádza vodík, ale stále má dostatok vodíku pre termonukleárnu reakciu, mení sa na tzv. červeného nadobra. Po čase potom exploduje ako supernova. Po hviezde zostávajú iba ťažké prvky a proces končí. Naše Slnko ale čaká iný koniec. Hviezdy tohto typu končia svoj život ako bieli trpaslíci.

Zrážka neutrónových hviezd

Majme dve neutrónové hviezdy, ktoré okolo seba krúžia. Tento jav nazývame koalescencia, teda zrážka dvoch neutrónových hviezd. Hviezdy sa po čase môžu zraziť – vzniká výbuch s vysokou energiou – a následne gama záblesk.

Iné teórie vzniku

Magnetar

Ďalej je možné, že jednou zložkou pri koalescencii môže byť čierna diera a druhou neutrónová hviezda, prípadne sa môžu zraziť dve čierne diery.

Ďalšia zaujímavá teória predpokladá namotávanie veľmi silného elektromagnetického poľa neutrónovej hviezdy nazývanej magnetar. Ide o jav, ktorý vzniká pri rýchlo rotujúcej magneticky aktívnej neutrónovej hviezde, kde hmota na siločiarach nestačí sledovať pohyb magnetického poľa, pretože rýchlosť rotácie sa blíži rýchlosti svetla. Tým dochádza k namotávaniu magnetického poľa.

Gama žiarenie

Gama žiarenie výbuchu klasickej supernovy sa podľa súčasných predstáv šíri rovnomerne všetkými smermi. Pri gama záblesku tomu tak ale nie je. Tu sa gama žiarenie (gama emisia) šíri iba vo veľmi malom uhle, tzv. výtrysku. Vďaka tomu je možné pozorovať iba malé množstvo zdrojov gama zábleskov, ktoré sú vo vesmíre. Existujú ale projekty hľadaní tzv. osamotených gama zábleskov. Osamotený gama záblesk je krátky záblesk vo viditeľnej oblasti, ktorý ale nie je sprevádzaný gama žiarením, pretože uhol výtrysku optického žiarenia je väčší, ako uhol výtrysku žiarenia gama.

Gama záblesky sú pre astronómov veľmi zaujímavé, lebo z jedného lúča gama záblesku, ktorý doputuje na Zem, môžu zistiť cenné informácie. Svetlo môžeme rozložiť na spektrum a zistiť napríklad teplotu zdroja, zloženie prachu v mieste gama záblesku. Z červeného posunu je možné odhadnúť aj vzdialenosť zdroja. Žiarenie gama záblesku dokáže perfektne preskúmať aj prostredie medzi Zemou a jeho zdrojom. Jeho rozborom možno potom určiť vlastnosti prostredia, ktorým svetlo preletelo.

Externé odkazy

Fyzikálny portál Astronomický portál Hviezdny portál

• X-Ray bursts (HEA group)