Izbucnirile cu raze gamma sunt printre cele mai puternice evenimente din univers, aprinse atunci când stelele mor în explozii masive sau când se contopesc în ... explozii masive.
Pe măsură ce aceste explozii cosmice violente apar, acționează ca farurile cosmice, eliberând fascicule ale unei lumini strălucitoare din univers, alături de un potop de neutrino, acele particule pline de aspect fantomă, care alunecă prin univers aproape în totalitate nedetectate.
În mod clar, nu ai vrea să fii expus la una dintre aceste explozii mortale, de prăjire a ADN-ului. Dar fizicienii credeau că exploziile cu raze gamma erau periculoase doar dacă te afli pe calea îngustă a unuia dintre jeturile care proveneau din explozie. Din nefericire, un nou studiu actualizat pe baza de date arXiv 29 noiembrie (dar încă nu revizuit de la egal la egal) sugerează că aceste erupții sunt o veste proastă peste tot și pot trimite raze mortale într-un unghi mult mai larg decât se credea anterior.
Fabricile de raze gamma cosmice
De-a lungul deceniilor, astronomii au identificat două tipuri de explozii celulare de raze gamma (numite GRB pentru scurt): cele lungi care durează mai mult de 2 secunde (până la câteva minute) și cele scurte, care durează mai puțin de 2 secunde. Nu suntem siguri exact ce provoacă GRB în spațiu, dar se crede că cele lungi sunt produse când cele mai mari stele din universul nostru dispar în explozii de supernove, lăsând în urmă stele de neutroni sau găuri negre. O moarte cataclismică de genul acesta eliberează cantități uriașe de energie într-un fulger relativ, și voilă! Izbucni de raze gamma.
Pe de altă parte, se consideră că GRB-urile scurte provin dintr-un mecanism complet diferit: fuziunea a două stele cu neutroni. Aceste evenimente nu sunt aproape la fel de puternice ca verii lor supernove, dar produc destul de multe ravagii la nivel local pentru a produce un fulger de raze gamma.
În interiorul unui motor cu jet
Totuși, atunci când stelele de neutroni se ciocnesc, este un lucru urât. Fiecare stea neutronă cântărește de mai multe ori masa soarelui Pământului, dar acea masă este comprimată într-o sferă nu mai largă decât un oraș tipic. În momentul impactului între două astfel de obiecte, acestea se orbitează feroce între ele la o fracțiune sănătoasă a vitezei luminii.
În continuare, stelele neutronice se contopesc pentru a forma fie o stea neutronă mai mare, fie, dacă condițiile sunt corecte, o gaură neagră, lăsând în urmă o urmă de distrugere și resturi din cataclismul precedent. Acest inel de materie se prăbușește pe cadavrul fostei stele de neutroni, formând ceea ce este cunoscut ca un disc de acreție. În cazul unei găuri negre nou formate, acest disc alimentează monstrul din inima pilei de epave, cu o viteză de până la câțiva soare în valoare de secundă.
Cu toată energia și materialul care se învârt în jurul și se revarsă în centrul sistemului, un dans complicat (și slab înțeles) al forțelor electrice și magnetice înfășoară material și lansează jeturi ale acelei materii în sus și departe de miez, de-a lungul axei de centrifugare. a obiectului central și în sistemul înconjurător. Dacă aceste jeturi se rup, ele apar ca niște faruri uriașe și scurte care se îndepărtează de coliziune. Și atunci când aceste lumini de căutare se întâmplă să indice pe Pământ, obținem un impuls de raze gamma.
Dar aceste jeturi sunt relativ înguste, și atâta timp cât nu vedeți GRB cu capul, nu ar trebui să fie atât de periculos, nu? Nu asa de repede.
Fabrica Neutrino
Se dovedește că jeturile se formează și se îndepărtează de locul fuziunii stelelor de neutroni într-un mod dezordonat și complicat. Norii de gaze se răsucesc și se încurcă unul pe celălalt, iar fluxurile de radiații și materiale departe de gaura neagră centrală nu vin într-o linie ordonată.
Rezultatul este un haos distructiv.
În noul studiu, o pereche de astrofizicieni au explorat detaliile acestor sisteme după evenimentul de coliziune. Cercetătorii au acordat o atenție deosebită comportamentului unor nori masivi de gaz în timp ce călătoresc asupra lor în ștampila alimentată de jeturile care scapă.
Uneori, acești nori de gaz se ciocnesc între ei, formând valuri de șoc care pot accelera și alimenta propriile seturi de radiații și particule cu energie mare, cunoscute sub numele de raze cosmice. Aceste raze, formate din protoni și alte nuclee grele, obțin suficientă energie pentru a accelera aproape la viteza luminii, astfel încât se pot contopi temporar pentru a produce combinații exotice și rare de particule, precum pionii.
Pionii se descompun apoi rapid în averse de neutrini, particule minuscule care inundă universul, dar cu greu interacționează cu alte materii. Și pentru că acești neutrini sunt produși în afara regiunii înguste a jetului de la GRB în sine, ei pot fi văzuți chiar și atunci când nu obținem explozia completă a razelor gamma.
Neutrinii înșiși sunt un semn că reacțiile nucleare feroce și mortale se petrec mai departe de centrul jeturilor. Încă nu știm exact cât de extinsă zona de pericol, dar mai bine în siguranță decât să ne pare rău.
Așadar, pe scurt: pur și simplu nu mergeți nicăieri în apropierea stelelor de neutroni ciocnitori.
Paul M. Sutter este astrofizician laUniversitatea de Stat din Ohio, gazdaÎntrebați un Spaceman șiRadio spațială, și autorulLocul tău în Univers.
