Gamma ray bursts, kraftige lysglimt er de lyseste begivenheder i vores univers, der varer ikke længere end et par sekunder eller minutter. Nogle er så lyse, at de kan observeres med det blotte øje, som GRB 080319B-burst, der blev opdaget af NASAs Swift GRB Explorer-mission den 19. marts, 2008.
Men på trods af deres intensitet ved videnskabsmændene ikke grunden til udseendet af gammastråler. Nogle mennesker tror generelt, at dette er beskeder fra fremmede civilisationer. Og så videnskabsmænd formået at genskabe en mini-version af gammastråle-bursts i laboratoriet og opdage en helt ny måde at studere deres egenskaber på. Resultaterne blev offentliggjort i Physical Review Letters.
En af grundene til forekomsten af gammastråle-bursts er, at de på en eller anden måde er født i processen med at udsprøjte jetstråler af partikler skabt af massive astrofysiske genstande som sorte huller. Dette gør gamma ray bursts ekstremt interessant for astrofysikere. At studere dem i detaljer kunne afsløre de vigtigste egenskaber ved sorte huller, hvor disse fakler er født.
De stråler, der udsendes af sorte huller, er hovedsageligt sammensat af elektroner og deres "antimateriale" ledsagere, positroner. Alle partikler har antimaterie, som er identiske med dem i alt undtagen ladning. Sådanne bjælker skal have stærke magnetfelter. Rotationen af disse partikler i marken giver anledning til kraftige udbrud af gammastråling. I det mindste forudsiger det vores teorier. Men ingen ved, hvordan disse marker skal fødes.
Desværre er der adskillige problemer med at studere disse bølger. De lever ikke kun meget lidt, men - og dette er det mest problematiske - og er født i fjerne galakser, nogle gange en milliard lysår fra Jorden.
Derfor stoler du på noget, der er utroligt langt væk, vises ved et uheld og lever i et par sekunder. Det er som at prøve at finde ud af, hvad et stearinlys er lavet af, kun med gnisterne af stearinlys, der fra tid til anden lyser tusinder af kilometer væk.
Den mest kraftfulde laser i verden
Salgsfremmende video:
For nylig er det blevet antydet, at den bedste måde at finde ud af, hvordan gamma-ray bursts er født, er at simulere dem i lille skala i et laboratorium ved at oprette en lille kilde til elektron-positron-stråler og se, hvordan de udvikler sig på egen hånd. Forskere fra USA, Frankrig, Storbritannien og Sverige har formået at skabe en lille version af dette fænomen ved hjælp af de mest magtfulde lasere på Jorden, såsom Gemini-laseren, der tilhører Rutherford-Appleton Laboratory i England.
Hvor kraftig er den stærkeste laser på Jorden? Tag al den solenergi, der dækker hele Jorden, og pres den ned til et par mikron (tykkelsen på et menneskehår), så får du kraften i et Gemini-laserskud. Ved at slå et komplekst mål med en laser kunne forskerne frigive ultrahurtige og tætte kopier af astrofysiske jetfly og skabe ultrahurtige animationer af deres opførsel. Resultatet er overraskende: Forskere har taget en rigtig jet, der strækker sig i tusinder af lysår og skubbet den ned til et par millimeter.
For første gang var videnskabsmænd i stand til at observere centrale fænomener, der spiller en vigtig rolle i oprettelsen af gammastråle-bursts, såsom selvgenerationen af magnetiske felter, der varer i lang tid. Dette gjorde det muligt at bekræfte nogle større teoretiske forudsigelser om styrken og fordelingen af disse felter. Vores nuværende model, der bruges til at forstå gammastråle-bursts, er på rette spor.
Dette eksperiment vil ikke kun være nyttigt til at forstå gammastråle-bursts. Materiale, der er sammensat af elektroner og positroner, er en ekstremt interessant stofstilstand. Almindelige stoffer på Jorden består hovedsageligt af atomer: tunge, positivt ladede kerner omgivet af skyer af lys negativt ladede elektroner.
På grund af den utrolige forskel i vægt mellem disse to komponenter (den letteste kerne vejer 1.836 gange mere end et elektron) stammer næsten alle fænomener, som vi oplever i vores daglige liv, fra dynamikken i elektroner, som reagerer meget hurtigere på ethvert input udefra (lys, andre partikler, magnetiske felter og så videre) end kerner. Men i en elektron-positronstråle har begge partikler den samme masse, så afvigelsen i reaktionstiden elimineres fuldstændigt. Dette fører til mange fascinerende konsekvenser. For eksempel ville der ikke findes lyd i elektronpositronverdenen.
Hvorfor skulle vi endda bekymre os om så fjerne begivenheder? Faktisk er der grunden. For det første vil det at forstå, hvordan gamma-ray bursts fødes, give os mulighed for at forstå meget mere om sorte huller og åbne et stort vindue for at forstå, hvordan vores univers blev til, og hvordan det vil udvikle sig. For det andet er der en mere subtil grund. SETI - søgningen efter udenjordisk intelligens - søger efter beskeder fra fremmede civilisationer, der prøver at fange elektromagnetiske signaler fra rummet, som ikke kan forklares på en naturlig måde (hovedsageligt radiobølger, men gammastråle-bursts er også forbundet med denne stråling).
Hvis du peger detektoren ud i rummet, får du selvfølgelig mange forskellige signaler. Men for at isolere transmission af intelligente væsener skal du først sørge for, at alle naturlige kilder er kendte, der kan og bør udelukkes. Den nye undersøgelse vil hjælpe os med at forstå emissioner fra sorte huller og pulsarer, så når vi snubler over dem igen, ved vi, at de ikke er udlændinge.
Ilya Khel