Svemirski bljeskovi gama zraka

This is the HTML version on my article published in Priroda, 1998;852/853:10-11


Piše: Dr.sc. Zdenko Franić
franic@imi.hr


Već tridesetak godina znanstvenici istražuju možda najzagonetnije i najtajnovitije objekte u poznatom Svemiru, izvore provala, odnosno bljeskova energije u obliku gama zraka (gamma ray bursters). Takve bljeskove, nevidljive za ljudsko oko, precizni astronomski uređaji detektiraju prosječno tri puta dnevno.

Gama Burst

Izvori tog intenzivnog zračenja u nekoliko trenutaka emitiraju više energije no što će naše Sunce emitiratii u deset milijardi godina, koliko se pretpostavlja da će postojati. Znanstvenici su naime procijenili da se jednim takvim događajem u samo nekoliko sekundi oslobađa oko 1044 Joula energije i to iz prostora promjera svega nekoliko desetaka kilometara. Budući da visokoenergijski procesi uključuju i visokoenergijsko zračenje, emitiranje gama zraka povezano je s egzotičnim svemirskim objektima kao što su eksplodirajuće zvijezde (supernove), neutronske zvijezde, crne rupe i kvazari. No, ti egzotični svemirski izvori gama zraka, sami po sebi nisu dovoljni za nastanak jednog takvog energijskog bljeska, najsnažnije eksplozije u poznatom Svemiru, već moraju biti u specijalnim odnosima. Mehanizam nastanka energijskog bljeska gama zraka, doslovce "vatrene kugle" naime nije još uvijek dovoljno objašnjen, ali većina teorija uključuje kolaps binarnog sustava neutronskih zvijezda. Tijekom svog "života" takav binarni sustav zračenjem gubi gravitacijsku energiju, te se zvijezde u spiralnoj stazi približavaju jedna drugoj. Konačno, kada padnu jedna u drugu stvore crnu rupu. Teoretičari procjenjuju da se takav jedan događaj u nekoj galaksiji zbiva svakih 104 - 106 godina. U volumenu prostora koji se promatra svemirski laboratorij BATSE, (Burst And Transient Source Experiment) ima nekoliko milijardi galaksija, te bi u promatranom prostoru trebalo biti oko 1000 bljeskova gama zraka godišnje, što se slaže s teorijskim opažanjima. Satelit BATSE u zemljinu je orbitu lansiran još godine 1991. s ciljem da odredi frekvenciju i razdiobu nebeskih izvora gama zraka. Ustanovljeno je da su takvi izvori izotropno raspoređeni. Odnosno, izvori gama zraka su kozmološki, što znači da se ne nalaze u našoj galaksiji, pa čak niti u obližnjim galaksijama, već bljeskovi dolaze iz dijelova Svemira udaljenijih od 8 milijardi svjetlosnih godina. Za usporedbu, promjer naše galaksije,Mliječni put, je svega oko 150 tisuća svjetlosnih godina. Više o satelitu BATSE može se naći na Internet www adresi: http://www.batse.msfc.nasa.gov/~mallozzi/

Ionizirajuće zračenje
Godine 1900. uz već poznate alfa i beta zrake, francuski fizičar Paul Villard otkrio je i treći tip ionizirajućeg zračenja, kojeg je nazvao gama zrkama. Gama zrake su oblik elektromagnetskog zračenja, dakle snopovi fotona, no za razliku od vidljive svjetlosti imaju vrlo visoke energije te premale valne duljine (<3X10-11 m) a da budu vidljivi golim okom. Vrlo su slične X zrakama (rendgenskim zrakama), no od njih se razlikuju po mnogo manjoj valnoj duljini i podrijetlu. Dok X zrake nastaju tijekom nekoliko različitih procesa koji uključuju elektrone, gama zrake se emitiraju iz same jezgre. U laboratorijima se gama zrake mogu proizvesti induciranjem umjetne radioaktivnosti u sudarima visokoenergijskih nukleusa koji energiju dobivaju akceleriranjem u ciklotronima ili sinkrotronima. U prirodi, izvori gama zraka jesu prirodni radionuklidi u stijenama i tlu, ali i umjetni radionuklidi preostali od atmosferskog testiranja nukleranog oružja (naročito intenzivnog šezdesetih godina) te radionuklidi koji se u okoliš oslobađaju radom nuklearnih postrojenja. Svemirske gama zrake osim iz dalekog Svemira, dolaze i s našeg Sunca kao komponenta tzv. sunčevog vjetra. Srećom, zemljina atmosfera učinkovito smanjuje intenzitet svemirskog gama zračenja, pa čak i onog najintenzivnijeg podrijetlom od energijskih gama bljeskova. Prolaskom kroz materiju, u ovom slučaju atmosferu, gama zrake (poput alfa i beta, odnosno X zraka) gube energiju, no u isto vrijeme "izbacuju" elektrone iz atoma. Na taj način nastaju tzv. kozmogeni radionuklidi. Iako u živoj tvari ionizirajuće zračenje izaziva snažno biološko djelovanje jer uništava žive stanice, doze gama zračenja na površini Zemlje su vrlo malene. Međutim, svemirsko će zračenje biti, uz nedostatak vode, jedna od najvećih poteškoća uspostavi kolonija npr. na Mjesecu, budući on nema atmosferu. I dok za eventualnim naslagama leda na Mjesecu već tragaju znanstvenici iz Los Alamos National Laboratory u projektu koji je započet u siječnju 1998., tehnolozima ostaje riješiti pitanje sigurne zaštite od ionizirajućeg zračenja u negostoljubivom Svemiru. To je još jedan primjer kako je Zemlja neobično složen sustav kombinacija različitih okolnosti koje su stvorile zemaljski život. Nažalost, ljudi iako sebe smatraju najinteligentnijim oblikom tog života, kao da čine sve da svojim aktivnostima, bilo zbog nebrige ili naprosto trke za profitom, taj isti život zatru.

Map

Mapa neba u galaktičkim koordinatama s izvorima gama bljeskovima
(deset najnovijih gama bljeskova obilježeni su crvenenim točkicama)



Sateliti i Internet
Provale tajanstvenog svemirskog gama zračenja otkrivene su krajem šezdesetih godina sustavom satelita VELA koje je Ministarstvo obrane SAD lansiralo s ciljem da pretražuju svemir glede otkrivanja eventualnih sovjetskih svemirskih nuklearnih detonacija, posebice s tamne strane Mjeseca. Paradoksalno, hladni je rat eto unaprijedio znanost. Sovjeti naime takve pokuse nisu nikada proveli, ali je umjesto njih otkriven novi astronomski fenomen u obliku pravih provala zračenja iz udaljenih svemirskih prostranstava. Koliko udaljenih, pomogao je otkriti tek dvadesetak godina kasnije satelit BATSE. No, tek je 28. veljače prošle godine pomoću talijansko-nizozemskog satelita Beppo-SAX u sazvježđu Orion izuzetno precizno lociran prvi izvor bljeska svemirskog gama zračenja, nazvan GRB 970228. I dok je bljesak gama zraka trajao tek 80 sekundi, izvor je još nekoliko sati emitirao X zrake. Talijanski su se astronomi poslužili Internetom, te su elektroničkom poštom o svome otkriću obavijestili kolege. Tako su još neki astronomi stigli istražiti fenomen, i to po prvi puta bez pomoći satelita, odnosno sa Zemlje. Široj su pak javnosti najnovije znanstvene spoznaje o ovom fenomenu dostupne na Internet adresi NASA-e: http://wwwssl.msfc.nasa.gov/newhome/headlines/ast31mar97_1.htm. I ne samo to: kako bi se učinkovitije istraživali budući svemirski gama bljeskovi, na Zemlji je razvijen sustav robotskih teleskopa koji su Internetom spojeni sa istraživačkim satelitima. Na taj način sateliti gotovo trenutno mogu teleskope usmjeriti prema svemirskom gama izvoru. Cilj je dobiti fotografiju u vidljivom spektru, prije no što bljesak utihne. Ta mreža, imena BACODINE (Batse Coordinates Distribution NEtwork) dio je šire mreže za istraživanje Svemira. Zemlja kao da postaje organizam sa posebnim osjetilnim (sateliti) i živčanim (Internet) sustavom kao odgovor na stimulans koji, ovoga puta, dolazi sa samoga kraja poznatog Svemira.

Pače, možemo se zapitati, jesu li su ljudi samo promatrači Prirode, ili dio širokog procesa kojim Priroda promatra sebe?

Croatian Line

Last Update: 29 May 1998.

[ http://mimi.imi.hr/~franic]

Webtechs Cougar Checked
Webtechs Cougar Checked!

However, please note there are some non SGML characters in text