Gammakitörés

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A gammakitörések (rövidítve: GRB, az angol gamma ray burst-ból) a legfényesebb jelenségek az univerzumban az Ősrobbanás óta. Ezek látszólag véletlenszerű helyekről érkező gamma felvillanások, melyek néhány milliszekundumtól néhány percig tartanak és gyakra követi őket utófénylés nagyobb hullámhosszokon (röntgen, UV, optikai, IR és rádió). Gammakitöréseket naponta átlagosan egyszer észlelnek az űrben keringő műholdak.

A megfigyelt gammakitörések többsége úgy tűnik, gyorsan forgó Wolf-Rayet csillagok és fekete lyukak összeütközéséből származik, de egy különleges alosztály ("rövid" kitörések) máshogy jön létre, valószínűleg két, egymás körül keringő neutroncsillag ütközéséből. Az összes ismert gammakitörés a Tejútrendszeren kívüli (bár egy hasonló jelenséget, a lágy gamma ismétlőket a galaktikus magnetároknak tulajdonítják), és legtöbbjük több milliárd fényévre van.

A GRB-990123 gammakitörés optikai utófénylése 1999. január 23-án
A GRB-990123 gammakitörés optikai utófénylése 1999. január 23-án

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Felfedezés és történet

[szerkesztés] A Vela és a gammakitörések felfedezése

A kozmikus gammakitöréseket az 1960-as évek végén fedezték fel az amerikai Vela műholdakkal. Ezeket a holdakat a szovjetek titkos űrbéli (főleg a Hold túlsó felén végzett) 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 [1], elindítva a gammakitörések modern tudományos kutatását.

[szerkesztés] BATSE

Compton űrtávcső
Compton űrtávcső

A gammakitörések felfedezését több későbbi küldetésen megerősítették, beleértve az Apollo és a Venyera küldetéseket. A gammasugarak nem tudnak áthatolni a Föld légkörén, csak az űrből látszanak. Sok elmélet megjelent ezekről a folyamatokról, legtöbbjük közeli galaktikus forrásokkal számoltak. Újabb nagy előrelépést a Compton űrtávcső és annak BATSE (Burst and Transient Source Explorer) nagy érzékenységű gammasugár detektora jelentett. Az általa szolgáltatott fontos információk közé tartozott, hogy a gammakitörések eloszlása izotróp, vagyis nem tömörülnek különleges irányokban mint a galaktikus sík vagy a galaktikus központ [2] cáfolva minden galaktikus származást. Két, látszólag különálló kategóriába esnek: rövid időtartamú, erős-spektrum kitörések ("rövid kitörések") és hosszú időtartamú, lágy-spektrum kitörések ("hosszú kitörések") [3]. A rövid kitörések időtartama általában 2 másodpercnél rövidebb és nagyobb energiájú fotonok jellemzik, a hosszú kitörések 2 másodpercnél tovább tartanak, fotonjaik alacsonyabb energiájúak. Az elkülönűlés nem abszolút, a populációk átfedhetik egymást, de a különbség két különböző típusú eredetre utal.

[szerkesztés] BeppoSAX

A gammasugár detektorok rossz felbontása miatt a felfedezés után sokáig még egyetlen gammakitörést sem lehetett társítani ismert objektummal (csillaggal vagy galaxissal). Az egyedüli reményet a kitörést követő halvány, nagyobb hullámhosszú sugárzás - az ún. utófénylés - megtalálása jelentette, amelyet a legtöbb elméleti modell megjósolt [4]. Viszont az intenzív keresés ellenére sem találtak ilyen emissziót.

Ez változott meg 1997-ben, amikor a holland-olasz építésű BeppoSAX műhold egy gammakitörés irányára állította a röntgenkameráját és halványoló röntgensugárzást észlelt. Ezt követően földi teleszkópok optikai fénylést is találtak [5]. A pontos helyzet ismeretével most már a kitörés elhalványulása után azonosítani lehetett egy halvány, nagyon távoli galaxist a kitörés helyén [6]. Néhány héten belül a távolságról szóló hosszú vita véget ért: a gammakitörések extragalaktikus jelenségek távoli, halvány galaxisokban. Ez a felfedezés forradalmasította a kitörések vizsgálatát [7].

[szerkesztés] A Swift és a gammakitörések ma

A Swift műhold
A Swift műhold

Hasonló változások vannak ma is a gammakitörések 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 gammakitörés után egy perctől egy napig terjedő időszakban.

[szerkesztés] Fontosabb gammakitörések

A műholdak eddig több ezer gammakitörést észleltek. A következő lista csak a történelmi és tudományos fontosságú objektumokat tartalmazza:

  • GRB 670702 - Az első észlelt gammakitörés.
  • GRB 970228 - Az első gammakitörés megfigyelt utófényléssel. Az utófénylés helye látszólag egy nagyon halvány galaxissal esett egybe, ami erős bizonyítéka a kitörések extragalaktikus voltának.
  • GRB 970508 - Az első gammakitörés megmért vöröseltolódással. A z=0,835 ugyancsak az extragalaktikus kitöréseket erősíti meg.
  • GRB 971214 - Korábban úgy vélték, ez volt az univerzum egyik legnagyobb energiájú eseménye.
  • GRB 980425 - Az első gammakitörés megfigyelt szupernova (1998bw) társítással, amely bizonyította a kitörések és a szupernovák kapcsolatát. A kitörés szokatlanul halvány volt és az adiigi legközelebbi.
  • GRB 990123 - Ennek a kitörésnek volt az addigi legfényesebb optikai utófénylése. 8,95 magnitudós látszólagos fényességgel alig volt halványabb mint a Neptunusz, hatalmas távolsága (9,6 milliárd fényév) ellenére.
  • GRB 030329A - Fényes gammakitörés egyértelmű szupernova társítással.
  • GRB 050509B - Első azonosított rövid gammakitörés. Bebizonyosodott, hogy a hosszú kitörésekkel ellentétben a rövid kitörések idős galaxisokban jönnek létre és nincsenek kísérő szupernovájuk.
  • GRB 050904 - Az addigi legtávolabbi gammakitörés, z=6,29 vöröseltolódással, ami 13 milliárd fényév távolságnak felel meg.
  • GRB 060218 - Kis vöröseltolódású kitörés szupernovával.

[szerkesztés] Források

  1. ^ Klebesadel, R. et al.: Observations of Gamma-Ray Bursts of Cosmic Origin, 1973, Astrophysical Journal 182: L85.
  2. ^ Meegan, C.A., et al.: Spatial distribution of gamma-ray bursts observed by BATSE, 1992, Nature 355: 143.
  3. ^ Kouveliotou, C. et al.: Identification of two classes of gamma-ray bursts, 1993, Astrophysical Journal 413: L101.
  4. ^ Fishman, C. J. and Meegan, C. A.: Gamma-Ray Bursts, 1995, Annual Review of Astronomy and Astrophysics 33: 415-458.
  5. ^ van Paradijs, J., et al.: Transient optical emission from the error box of the gamma-ray burst of 28 February 1997, 1997, Nature 386: 686.
  6. ^ Nem minden kutató fogadta el kezdetben ezt a társítást, a galaxisnak a pontos vöröseltolódását még évekig nem határozták meg. Bár a következő jól lokalizált kitörésnek (GRB 970508) a vöröseltolódása 0,835, távolsága 7 milliárd fényév, messze a Tejútrendszeren kívül.
  7. ^ Frontera, F. and Piro, L.: Proceedings of Gamma-Ray Bursts in the Afterglow Era, 1998, Astronomy and Astrophysics Supplement Series.

[szerkesztés] Külső hivatkozások