Zamonaviy astrofizika va kosmologiyaga katta qiziqish gamma-nurlari portlashlari deb ataladigan maxsus hodisalar sinfidir. Bir necha o'n yillar davomida va ayniqsa so'nggi yillarda fan ushbu keng ko'lamli kosmik hodisaga oid kuzatuv ma'lumotlarini to'pladi. Uning tabiati hali toʻliq yoritilgani yoʻq, lekin uni tushuntirishga daʼvo qiladigan yetarlicha asoslangan nazariy modellar mavjud.
Fenomen tushunchasi
Gamma-nurlanish elektromagnit spektrning eng qiyin hududi boʻlib, taxminan 6∙1019 Gts chastotali yuqori chastotali fotonlar tomonidan hosil boʻladi. Gamma nurlarining toʻlqin uzunliklari atom oʻlchamiga teng boʻlishi mumkin, shuningdek, bir necha marta kichikroq boʻlishi mumkin.
Gamma-nurlarining portlashi - kosmik gamma-nurlarining qisqa va juda yorqin portlashi. Uning davomiyligi bir necha o'nlab millisekundlardan bir necha ming soniyagacha bo'lishi mumkin; ko'pincha ro'yxatdan o'tgantaxminan bir soniya davom etadigan miltillaydi. Portlashlarning yorqinligi sezilarli bo'lishi mumkin, bu yumshoq gamma diapazonidagi osmonning umumiy yorqinligidan yuzlab marta yuqori bo'lishi mumkin. Xarakterli energiyalar har bir nurlanish kvantiga bir necha o‘nlab kiloelektronvoltdan minglab kiloelektronvoltgacha o‘zgarib turadi.
Olovlanish manbalari samoviy sferada teng taqsimlangan. Ularning manbalari juda uzoqda, milliardlab yorug'lik yili darajasidagi kosmologik masofalarda joylashganligi isbotlangan. Portlashlarning yana bir xususiyati ularning turli va murakkab rivojlanish profilidir, aks holda yorug'lik egri chizig'i deb ataladi. Bu hodisa deyarli har kuni qayd etiladi.
Oʻqish tarixi
Kashfiyot 1969 yilda Amerika harbiy Vela sun'iy yo'ldoshlaridan olingan ma'lumotlarni qayta ishlash paytida sodir bo'lgan. Ma'lum bo'lishicha, 1967 yilda sun'iy yo'ldoshlar gamma-nurlanishning ikkita qisqa impulsini qayd etgan, jamoa a'zolari ularni hech narsa bilan aniqlay olmagan. Yillar davomida bunday tadbirlar soni ortib bormoqda. 1973 yilda Vela ma'lumotlari maxfiylashtirildi va nashr etildi va bu hodisa bo'yicha ilmiy tadqiqotlar boshlandi.
1970-yillarning oxiri va 1980-yillarning boshlarida Sovet Ittifoqida bir qator KONUS tajribalari davomiyligi 2 soniyagacha boʻlgan qisqa portlashlar mavjudligini aniqladi, shuningdek, gamma-nurlanish portlashlari tasodifiy taqsimlanishini isbotladi.
1997 yilda "so'ng yonish" hodisasi kashf qilindi - uzunroq to'lqin uzunliklarida portlashning sekin parchalanishi. Shundan so'ng olimlar birinchi marta hodisani optik ob'ekt - juda uzoqda joylashgan qizil siljishli galaktika bilan aniqlashga muvaffaq bo'lishdi.z=0, 7. Bu hodisaning kosmologik xususiyatini tasdiqlash imkonini berdi.
2004-yilda Swift orbital gamma-nurlari observatoriyasi ishga tushirildi, uning yordamida rentgen va optik nurlanish manbalari yordamida gamma-diapazondagi hodisalarni tezda aniqlash mumkin boʻldi. Ayni paytda orbitada yana bir qancha qurilmalar, jumladan Gamma-nurlari kosmik teleskopi ham ishlamoqda. Fermi.
Tasnifi
Hozirda kuzatilgan xususiyatlar asosida gamma-nurlarining ikki turi ajratilgan:
- Uzoq, 2 soniya yoki undan ortiq davomiylik bilan tavsiflanadi. Bunday epidemiyalarning taxminan 70 foizi mavjud. Ularning o'rtacha davomiyligi 20-30 soniyani tashkil qiladi va GRB 130427A olovining maksimal qayd etilgan davomiyligi 2 soatdan ortiq. Bunday uzoq hodisalarni (hozir uchtasi bor) ultra-uzoq portlashlarning maxsus turi sifatida ajratish kerak bo'lgan nuqtai nazar mavjud.
- Qisqa. Ular tor vaqt oralig'ida rivojlanadi va yo'qoladi - 2 soniyadan kamroq, lekin o'rtacha 0,3 soniya davom etadi. Hozircha rekordchi 11 millisekund davom etgan flesh hisoblanadi.
Keyin, ikkita asosiy turdagi GRBlarning eng ehtimoliy sabablarini koʻrib chiqamiz.
Gipernova aks sadolari
Ko'pchilik astrofiziklarning fikriga ko'ra, uzoq portlashlar juda katta yulduzlarning qulashi natijasidir. Massasi 30 dan ortiq quyosh massasi bo'lgan tez aylanadigan yulduzni tasvirlaydigan nazariy model mavjud bo'lib, u hayotining oxirida qora tuynukni keltirib chiqaradi. Akkretsiya diskibunday ob'ekt, kollapsar yulduz konvertining qora tuynuk ustiga tez tushishi tufayli paydo bo'ladi. Qora tuynuk uni bir necha soniya ichida yutib yuboradi.
Natijada kuchli qutbli ultrarelativistik gaz oqimlari - reaktivlar hosil bo'ladi. Jetlarda materiyaning chiqib ketish tezligi yorug'lik tezligiga yaqin, harorat va bu mintaqadagi magnit maydonlar juda katta. Bunday reaktiv gamma nurlanish oqimini yaratishga qodir. Bu hodisa "supernova" atamasiga o'xshab, gipernova deb ataldi.
Gamma-nurlarining koʻp uzun portlashlari uzoq galaktikalardagi noodatiy spektrga ega oʻta yangi yulduzlar bilan ishonchli tarzda aniqlangan. Ularning radio diapazonidagi kuzatuvi ultrarelyativistik reaktivlar mavjudligini ko'rsatdi.
Neytron yulduzlarining toʻqnashuvi
Modelga ko'ra, qisqa portlashlar massiv neytron yulduzlari yoki neytron yulduz-qora tuynuk juftligi birlashganda sodir bo'ladi. Bunday hodisa maxsus nom oldi - "kilon", chunki bu jarayonda chiqariladigan energiya yangi yulduzlarning energiya chiqishidan uch darajaga oshib ketishi mumkin.
Bir juft supermassiv komponentlar dastlab tortishish toʻlqinlarini chiqaradigan ikkilik tizimni hosil qiladi. Natijada, tizim energiyani yo'qotadi va uning tarkibiy qismlari spiral traektoriyalar bo'ylab bir-birining ustiga tez tushadi. Ularning birlashishi maxsus konfiguratsiyaning kuchli magnit maydoniga ega tez aylanadigan ob'ektni hosil qiladi, buning natijasida yana ultrarelativistik oqimlar hosil bo'ladi.
Simulyatsiya shuni koʻrsatadiki, natijada qora tuynuk 0,3 soniyada qora tuynuk ustiga tushadigan akkretsiya plazmasi toroidiga ega. Akkretsiya natijasida hosil bo'lgan ultrarelyativistik oqimlarning mavjudligi bir xil vaqt davom etadi. Kuzatuv maʼlumotlari odatda ushbu modelga mos keladi.
2017-yil avgust oyida LIGO va Virgo gravitatsion toʻlqin detektorlari bizdan 130 million yorugʻlik yili uzoqlikdagi galaktikada neytron yulduzlarning birlashishini aniqladi. Kilonovaning raqamli parametrlari simulyatsiya bashorat qilganidek bir xil emas edi. Ammo tortishish toʻlqini hodisasi gamma-nurlari diapazonida qisqa portlash, shuningdek, rentgen nurlaridagi infraqizil toʻlqin uzunliklaridagi effektlar bilan birga boʻldi.
G'alati chaqnash
2006-yil 14-iyun kuni Swift Gamma rasadxonasi 1,6 milliard yorugʻlik yili uzoqlikda joylashgan unchalik katta boʻlmagan galaktikada noodatiy hodisani aniqladi. Uning xarakteristikalari ham uzoq, ham qisqa chaqnashlarning parametrlariga mos kelmadi. GRB 060614 gamma-nurlarining portlashi ikkita impulsga ega edi: birinchi navbatda, 5 soniyadan kamroq davom etadigan qattiq puls, keyin esa yumshoqroq gamma nurlarining 100 soniyali "dumi". Galaktikadagi oʻta yangi yulduz belgilarini aniqlab boʻlmadi.
Yaqinda shunga o'xshash hodisalar kuzatilgan edi, ammo ular taxminan 8 marta zaifroq edi. Demak, bu gibrid o'sish hali nazariy model doirasiga to'g'ri kelmaydi.
GRB 060614 anomal gamma-nurlari portlashining kelib chiqishi haqida bir qancha farazlar mavjud edi. In-Birinchidan, biz bu haqiqatan ham uzoq deb taxmin qilishimiz mumkin va g'alati xususiyatlar ba'zi o'ziga xos holatlarga bog'liq. Ikkinchidan, flesh qisqa edi va hodisaning "dumi" negadir katta uzunlikka ega bo'ldi. Uchinchidan, astrofiziklar yangi turdagi portlashlarga duch kelishgan deb taxmin qilish mumkin.
Mutlaqo ekzotik gipoteza ham mavjud: GRB 060614 misolida olimlar "oq tuynuk" deb ataladigan narsaga duch kelishdi. Bu hodisa ufqiga ega bo'lgan, ammo oddiy qora tuynukga qarama-qarshi vaqt o'qi bo'ylab harakatlanadigan fazo-vaqtning faraziy mintaqasi. Asosan, umumiy nisbiylik nazariyasi tenglamalari oq tuynuklarning mavjudligini bashorat qiladi, ammo ularni aniqlash uchun hech qanday shartlar va bunday ob'ektlarning shakllanish mexanizmlari haqida nazariy g'oyalar yo'q. Katta ehtimol bilan, romantik gipotezadan voz kechib, modellarni qayta hisoblashga e'tibor qaratish kerak.
Potentsial xavf
Koinotdagi gamma-nurlarining portlashlari hamma joyda uchraydi va tez-tez uchraydi. Tabiiy savol tug'iladi: ular Yer uchun xavf tug'diradimi?
Kuchli gamma-nurlanishni keltirib chiqarishi mumkin boʻlgan biosfera uchun oqibatlarini nazariy jihatdan hisoblab chiqdi. Shunday qilib, energiya chiqishi bilan 1052 erg (bu 1039 MJ yoki taxminan 3,3∙1038 ga mos keladi kVt soat) va 10 yorug'lik yili masofasi, portlashning ta'siri halokatli bo'ladi. Hisob-kitoblarga ko'ra, yarim sharda Yer yuzasining har bir kvadrat santimetrida gamma nurlari ta'sirida baxtsizlik bo'lishi mumkin.oqim, 1013 erg yoki 1 MJ yoki 0,3 kVt/soat energiya chiqariladi. Boshqa yarim sharda ham muammo bo'lmaydi - u erda barcha tirik mavjudotlar o'ladi, lekin birozdan keyin, ikkinchi darajali ta'sir tufayli.
Biroq, bunday dahshatli tush bizga tahdid solishi dargumon: Quyosh yaqinida bunday dahshatli energiya chiqishini ta'minlaydigan yulduzlar yo'q. Qora tuynuk yoki neytron yulduziga aylanish taqdiri bizga yaqin bo'lgan yulduzlarga ham tahdid solmaydi.
Albatta, gamma-nurlarining portlashi biosfera uchun jiddiy xavf tug'diradi va undan uzoqroq masofada, ammo shuni yodda tutish kerakki, uning nurlanishi izotropik emas, balki juda tor oqimda tarqaladi., va unga Yerdan tushish ehtimoli umuman sezilmagandan ancha past.
Ta'lim istiqbollari
Kosmik gamma-nurlari portlashlari deyarli yarim asr davomida eng katta astronomik sirlardan biri boʻlib kelgan. Hozirda ular haqidagi bilim darajasi kuzatish vositalarining (shu jumladan kosmik asboblar), ma'lumotlarni qayta ishlash va modellashtirishning jadal rivojlanishi tufayli ancha rivojlangan.
Masalan, yaqinda portlash hodisasining kelib chiqishini aniqlashda muhim qadam tashlandi. Fermi sun'iy yo'ldoshidan olingan ma'lumotlarni tahlil qilganda, gamma nurlanish ultrarelyativistik reaktivlar protonlarining yulduzlararo gaz protonlari bilan to'qnashuvi natijasida hosil bo'lishi aniqlandi va bu jarayonning tafsilotlari aniqlandi.
Galaktikalararo gazning qizil siljish bilan aniqlangan masofalarga Z=10 taqsimlanishini aniqroq oʻlchash uchun uzoqdagi hodisalarning keyingi nuridan foydalanish kerak.
Ayni vaqtdaPortlashlarning ko'p tabiati hali ham noma'lum va biz yangi qiziqarli faktlar paydo bo'lishini va ushbu ob'ektlarni o'rganishda keyingi taraqqiyotni kutishimiz kerak.
