Gama spinduliai yra aukštos energijos visatos dalis

Visi yra girdėję apie elektromagnetinį spektrą. Tai yra visų bangų ilgių ir šviesos dažnių kolekcija, pradedant radiju ir mikrobangomis, baigiant ultravioletiniais spinduliais ir gama. Šviesa, kurią mes matome, vadinama „matoma“ spektro dalimi. Likę dažniai ir bangos yra nematomi mūsų akims, bet aptinkami naudojant specialius instrumentus.

Gama spinduliai yra pati energingiausia spektro dalis. Jie turi trumpiausią bangos ilgį ir aukščiausius dažnius. Šios savybės daro juos ypač pavojingus gyvybei, tačiau jie taip pat sako astronomams a daug apie objektus, kurie juos skleidžia Visatoje. Gama spinduliai iškyla Žemėje, sukuriami kosminiams spinduliams patekus į mūsų atmosferą ir sąveikaujant su dujų molekulėmis. Jie taip pat yra šalutinis radioaktyviųjų elementų skilimo produktas, ypač vykstant branduoliniams sprogimams ir branduoliniams reaktoriams.

Gama spinduliai ne visada yra mirtina grėsmė: medicinoje jie naudojami vėžiui gydyti (be kita ko). Tačiau yra ir kosminių šių žudikų fotonų šaltinių, ir ilgiausiai jie liko paslaptimi astronomams. Jie taip ir liko, kol buvo pastatyti teleskopai, galintys aptikti ir ištirti šias didelės energijos emisijas.

Šiandien mes žinome daug daugiau apie šią spinduliuotę ir iš kur ji atsiranda visatoje. Astronomai aptinka šiuos spindulius iš ypač energingos veiklos ir tokių objektų kaip supernovos sprogimai, neutronų žvaigždėsir juodosios skylės sąveika. Juos sunku ištirti dėl didelės energijos, jie kartais būna labai ryškūs „matomoje“ šviesoje ir dėl to, kad mūsų atmosfera apsaugo mus nuo daugumos gama spindulių. Norėdami „pamatyti“ šią veiklą tinkamai, astronomai siunčia į kosmosą specializuotus instrumentus, kad jie galėtų „pamatyti“ gama spindulius iš aukštai virš žemės esančios apsauginės oro dangos. NASA orbita Greitas palydovas ir „Fermi“ gama spindulių teleskopas yra tarp tų instrumentų, kuriuos astronomai šiuo metu naudoja šiai radiacijai nustatyti ir tirti.

Per pastaruosius kelis dešimtmečius astronomai aptiko ypač stiprius gama spindulių bangas iš įvairių dangaus taškų. „Ilgai“ astronomai reiškia tik nuo kelių sekundžių iki kelių minučių. Tačiau jų atstumai, nuo milijonų iki milijardų šviesmečių, rodo, kad šie objektai ir įvykiai turi būti labai ryškūs, kad būtų matomi iš visos visatos.

Vadinamieji „gama spindulių sprogimai“ yra patys energingiausi ir ryškiausi įvykiai. Jie gali per kelias sekundes išsiųsti nepaprastą energijos kiekį - daugiau nei Saulė išleis per visą egzistavimą. Dar visai neseniai astronomai galėjo tik spėlioti, kas sukėlė tokius didžiulius sprogimus. Tačiau naujausi pastebėjimai padėjo jiems surasti šių įvykių šaltinius. Pavyzdžiui, Greitas palydovas aptiko gama spindulių sprogimą, atsiradusį dėl juodosios skylės, esančios daugiau nei 12 milijardų šviesmečių atstumu nuo Žemės, atsiradimo. Tai labai ankstyva Visatos istorija.

Yra trumpesnių, mažiau nei dviejų sekundžių, sprogimų, kurie metų metus tikrai buvo paslaptis. Galiausiai astronomai susiejo šiuos įvykius su veikla, vadinama „kilonova“, kuri įvyksta, kai dvi neutroninės žvaigždės arba neutroninė žvaigždė ar juodoji skylė susilieja. Susijungimo metu jie skleidžia trumpus gama spindulių srautus. Jie taip pat gali skleisti gravitacines bangas.

Gama spindulių astronomija prasidėjo šaltojo karo metais. Gama spindulių pliūpsniai (GRB) pirmą kartą buvo aptikti septintajame dešimtmetyje Vela palydovų parkas. Iš pradžių žmonės nerimavo, kad tai yra branduolinės atakos požymiai. Per ateinančius dešimtmečius astronomai pradėjo ieškoti šių paslaptingų žymių šaltinių sprogimai ieškant optinės šviesos (matomos šviesos) signalų ir ultravioletinėje, rentgeno ir signalus. Pradėta kurti „Compton“ gama spindulių observatorija 1991 m. ėmė ieškoti kosminių gama spindulių šaltinių į naujas aukštumas. Jos pastebėjimai parodė, kad GRB atsiranda visoje Visatoje ir nebūtinai mūsų pačių Paukščių Tako galaktikoje.

Nuo to laiko „BeppoSAX“ observatorija, kurią įsteigė Italijos kosmoso agentūra, taip pat Aukštos energijos pereinamasis tyrinėtojas (paleista NASA) buvo naudojami GRB aptikti. Europos kosmoso agentūros INTEGRALI misija įstojo į medžioklę 2002 m. Visai neseniai „Fermi“ gama spindulių teleskopas apžiūrėjo dangų ir užrašė gama spindulių skleidėjus.

Greito GRB aptikimo poreikis yra esminis dalykas ieškant įvykius, sukeliančius daug energijos, kurie juos sukelia. Visų pirma, labai trumpi įvykiai labai greitai išnyksta, todėl sunku išsiaiškinti šaltinį. Rentgeno palydovai gali pasiimti medžioklę (nes paprastai ten yra susijęs rentgeno spindulys). Kad astronomai greitai patektų į GRB šaltinį, „Gama Ray Bursts“ koordinačių tinklas nedelsdamas išsiunčia pranešimus mokslininkams ir institucijoms, kurios tiria šiuos protrūkius. Tokiu būdu jie gali iš karto planuoti stebėjimą, naudodamiesi antžeminėmis ir kosminėse optinėse, radijo ir rentgeno observatorijose.

Astronomams tyrus daugiau šių protrūkių, jie įgis geresnį supratimą apie energingą veiklą, kuri juos sukelia. Visata yra užpildyta GRB šaltiniais, taigi tai, ką jie sužino, taip pat daugiau pasakys mums apie aukštos energijos kosmosą.

• Gama spinduliai yra pati energiškiausia žinoma radiacijos rūšis. Juos atiduoda labai energingi objektai ir procesai Visatoje.
• Gama spindulius taip pat galima sukurti laboratorijoje, o tokio tipo radiacija naudojama kai kuriose medicinos srityse.
• Gama spindulių astronomija atliekama orbitoje skriejančiais palydovais, kurie gali juos aptikti be Žemės atmosferos trukdžių.