Орчин үеийн астрофизик, сансар судлалыг маш их сонирхож байгаа нь гамма-туяа тэсрэлт гэж нэрлэгддэг үзэгдлийн тусгай анги юм. Хэдэн арван жилийн турш, ялангуяа сүүлийн жилүүдэд шинжлэх ухаан энэ том хэмжээний сансрын үзэгдлийн талаархи ажиглалтын мэдээллийг хуримтлуулж байна. Үүний мөн чанарыг хараахан бүрэн тодруулаагүй байгаа ч үүнийг тайлбарлах хангалттай үндэслэлтэй онолын загварууд байдаг.
Үзэгдлийн тухай ойлголт
Гамма цацраг нь ойролцоогоор 6∙1019 Гц давтамжийн өндөр давтамжийн фотонуудаас бүрддэг цахилгаан соронзон спектрийн хамгийн хатуу хэсэг юм. Гамма цацрагийн долгионы уртыг атомын хэмжээтэй харьцуулж болохоос гадна хэд хэдэн дарааллаар бага хэмжээтэй байж болно.
Гамма-цацрагийн тэсрэлт нь сансар огторгуйн гамма-цацрагийн богино бөгөөд маш тод тэсрэлт юм. Түүний үргэлжлэх хугацаа хэдэн арван миллисекундээс хэдэн мянган секунд хүртэл байж болно; ихэвчлэн бүртгэгддэгсекунд орчим үргэлжилдэг анивчих. Тэсрэлтийн тод байдал нь зөөлөн гамма муж дахь тэнгэрийн нийт гэрэлтүүлгээс хэдэн зуу дахин их байж болох юм. Онцлог энерги нь цацрагийн квант тутамд хэдэн араваас хэдэн мянган килоэлектронвольт хүртэл хэлбэлздэг.
Галын үүсгүүрүүд тэнгэрийн бөмбөрцөгт жигд тархсан. Тэдний эх үүсвэр нь асар хол, сансар судлалын олон тэрбум гэрлийн жилийн зайд оршдог нь батлагдсан. Тэсрэлтийн өөр нэг онцлог нь гэрлийн муруй гэж нэрлэгддэг олон янзын, нарийн төвөгтэй хөгжлийн дүр төрх юм. Энэ үзэгдлийн бүртгэл бараг өдөр бүр тохиолддог.
Судлагын түүх
Энэ нээлт нь 1969 онд Америкийн цэргийн Vela хиймэл дагуулын мэдээллийг боловсруулах явцад гарсан. 1967 онд хиймэл дагуулууд гамма цацрагийн хоёр богино импульсийг бүртгэж авсан бөгөөд багийн гишүүд үүнийг юугаар ч ялгаж чадаагүй байна. Жил ирэх тусам ийм арга хэмжээний тоо нэмэгдсээр байна. 1973 онд Велагийн мэдээллийг нууцын зэрэглэлээс гаргаж, нийтэлсэн бөгөөд уг үзэгдлийн талаар шинжлэх ухааны судалгаа хийж эхэлсэн.
1970-аад оны сүүл, 1980-аад оны эхээр ЗХУ-д KONUS-ийн цуврал туршилтууд нь 2 секунд хүртэл богино хугацааны тэсрэлт байдгийг тогтоож, мөн гамма цацрагийн тэсрэлт нь санамсаргүй байдлаар тархдаг болохыг баталсан.
1997 онд илүү урт долгионы урттай тэсрэлт удаан задрах "тэдрэлийн дараах" үзэгдлийг нээсэн. Үүний дараа эрдэмтэд анх удаа оптик объект буюу маш алс холын улаан шилжилттэй галактиктай үйл явдлыг тодорхойлж чаджээ.z=0, 7. Энэ нь үзэгдлийн сансар судлалын мөн чанарыг батлах боломжтой болсон.
2004 онд Swift тойрог замын гамма-цацрагийн ажиглалтын төвийг ажиллуулж, түүний тусламжтайгаар рентген болон оптик цацрагийн эх үүсвэрээр гамма-цацрагын үйл явдлыг хурдан тодорхойлох боломжтой болсон. Одоогоор тойрог замд өөр хэд хэдэн төхөөрөмж ажиллаж байгаа бөгөөд үүнд Гамма-цацрагт дуран дуран ажиллаж байна. Ферми.
Ангилал
Одоогоор ажиглагдсан шинж чанарууд дээр үндэслэн гамма-цацрагийн тэсрэлтийг хоёр төрлийн ялгаж байна:
- Урт, 2 секунд ба түүнээс дээш хугацаагаар тодорхойлогддог. Ийм дэгдэлтийн 70 орчим хувь нь байдаг. Тэдний дундаж үргэлжлэх хугацаа нь 20-30 секунд бөгөөд GRB 130427A галын хамгийн дээд бүртгэгдсэн хугацаа нь 2 цагаас илүү байв. Ийм урт үйл явдлуудыг (одоо гурав нь байдаг) хэт урт тэсрэлтүүдийн онцгой төрөл гэж ялгах ёстой гэсэн үзэл бодол байдаг.
- Богино. Тэд нарийхан хугацаанд хөгжиж, алга болдог - 2 секундээс бага боловч дунджаар 0.3 секунд үргэлжилнэ. Одоогоор дээд амжилтыг эзэмшигч нь ердөө 11 миллисекунд үргэлжилсэн флаш юм.
Дараа нь бид үндсэн хоёр төрлийн GRB-ийн хамгийн их магадлалтай шалтгааныг авч үзэх болно.
Гиперновагийн цуурай
Ихэнх астрофизикчдийн үзэж байгаагаар урт тэсрэлт нь асар том оддын сүйрлийн үр дүн юм. 30 гаруй нарны масстай хурдан эргэдэг одыг амьдралынхаа төгсгөлд хар нүх үүсгэдэг онолын загвар бий. Хуримтлуулах дискОддын бүрхүүл хар нүх рүү хурдан унасны улмаас ийм объект болох нуралт үүсдэг. Хар нүх хэдхэн секундын дотор түүнийг залгина.
Үүний үр дүнд туйлын хэт харьцангуй хийн тийрэлтэт хүчтэй тийрэлтэт онгоцууд үүсдэг. Тийрэлтэт онгоцонд бодисын гадагшлах хурд нь гэрлийн хурдтай ойролцоо, температур, соронзон орон нь энэ бүс нутагт асар их юм. Ийм тийрэлтэт онгоц нь гамма цацрагийн урсгалыг бий болгох чадвартай. Энэ үзэгдлийг "супернова" гэсэн нэр томъёотой зүйрлэн гипернова гэж нэрлэсэн.
Гамма-цацрагийн олон урт тэсрэлт нь алс холын галактикийн ер бусын спектртэй хэт шинэ туяатай нэлээд найдвартай тодорхойлогддог. Тэдний радио мужид хийсэн ажиглалт нь хэт харьцангуй тийрэлтэт онгоц байж болзошгүйг харуулсан.
Нейтрон одны мөргөлдөөн
Загварын дагуу их хэмжээний нейтрон одод эсвэл нейтрон од-хар нүхний хос нэгдэх үед богино тэсрэлт үүсдэг. Энэ үйл явцын үед ялгарах энерги нь шинэ оддын энерги ялгарах хэмжээнээс гурван шатлалаар давж чаддаг тул ийм үйл явдал "килон" гэсэн тусгай нэрийг авсан.
Хос хэт масстай бүрэлдэхүүн хэсгүүд эхлээд таталцлын долгион ялгаруулдаг хоёртын системийг үүсгэдэг. Үүний үр дүнд систем нь эрчим хүчээ алдаж, түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь спираль траекторын дагуу бие биендээ хурдан унадаг. Тэдгээрийн нэгдэл нь тусгай тохируулгын хүчтэй соронзон орон бүхий хурдан эргэдэг объектыг үүсгэдэг бөгөөд үүний улмаас дахин хэт харьцангуй тийрэлтэт онгоцууд үүсдэг.
Симуляци нь 0.3 секундын дотор хар нүхэн дээр унасан плазмын тороид бүхий хар нүх болохыг харуулж байна. Хуримтлалтаас үүссэн хэт релятивист тийрэлтэт онгоцууд ижил хугацаанд үргэлжилдэг. Ажиглалтын өгөгдөл нь ерөнхийдөө энэ загвартай нийцэж байна.
2017 оны 8-р сард таталцлын долгионы мэдрэгч LIGO болон Virgo нар 130 сая гэрлийн жилийн зайд орших галактикт нейтрон од нийлж байгааг илрүүлсэн. Килоновагийн тоон үзүүлэлтүүд нь симуляцийн таамаглаж буйтай огт адилгүй байв. Гэвч таталцлын долгионы үйл явдал нь гамма-цацрагийн мужид богино тэсрэлт, мөн рентген туяанд хэт улаан туяаны долгионы урт хүртэлх эффектүүд дагалдсан.
Хачирхалтай гэрэл
2006 оны 6-р сарын 14-нд Свифт Гамма ажиглалтын газар 1.6 тэрбум гэрлийн жилийн зайд орших тийм ч том биш галактикаас ер бусын үйл явдлыг илрүүлжээ. Түүний шинж чанар нь урт ба богино анивчсан параметрүүдтэй тохирохгүй байв. Гамма-туяа тэсрэлт GRB 060614 нь хоёр импульстэй байсан: эхлээд 5 секундээс бага урттай хатуу импульс, дараа нь зөөлөн гамма цацрагийн 100 секундын "сүүл". Галактик дахь суперновагийн шинж тэмдгийг илрүүлж чадсангүй.
Тун удалгүй ижил төстэй үйл явдлууд ажиглагдаж байсан ч 8 дахин сул байсан. Тэгэхээр энэ эрлийз өсөлт нь онолын загварын хүрээнд хараахан тохирохгүй байна.
Гамма-цацрагт тэсрэлт GRB 060614-ийн гарал үүслийн талаар хэд хэдэн таамаглал дэвшүүлсэн. Дотор-Нэгдүгээрт, энэ нь үнэхээр урт бөгөөд хачирхалтай шинж чанарууд нь зарим тодорхой нөхцөл байдлаас үүдэлтэй гэж бид үзэж болно. Хоёрдугаарт, флэш богино байсан бөгөөд үйл явдлын "сүүл" нь ямар нэг шалтгаанаар том урттай болсон. Гуравдугаарт, астрофизикчид шинэ төрлийн тэсрэлттэй тулгарсан гэж үзэж болно.
Бүрэн чамин таамаглал бас бий: GRB 060614-ийн жишээн дээр эрдэмтэд "цагаан нүх" гэж нэрлэгддэг зүйлтэй тулгарсан. Энэ бол үйл явдлын давхрагатай боловч ердийн хар нүхний эсрэг цаг хугацааны тэнхлэгийн дагуу хөдөлдөг орон зай-цаг хугацааны таамагласан муж юм. Зарчмын хувьд харьцангуйн ерөнхий онолын тэгшитгэлүүд нь цагаан нүх байдаг гэдгийг урьдчилан таамаглаж байгаа боловч тэдгээрийг тодорхойлох урьдчилсан нөхцөл, ийм объект үүсэх механизмын талаар онолын санаа байдаггүй. Хамгийн магадлалтай нь романтик таамаглалыг орхиж, загваруудыг дахин тооцоолоход анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй болно.
Болзошгүй аюул
Гамма-цацрагт тэсрэлт нь орчлон ертөнцөд хаа сайгүй байдаг бөгөөд нэлээд олон удаа тохиолддог. Байгалийн асуулт гарч ирнэ: тэд Дэлхийд аюул учруулж байна уу?
Хүчтэй гамма цацраг үүсгэж болох шим мандалд үзүүлэх үр дагаврыг онолын хувьд тооцоолсон. Тэгэхээр 1052 эрг (энэ нь 1039 MJ буюу ойролцоогоор 3.3∙1038-тай тохирч байна) энерги ялгаруулдаг. кВт.ц) ба 10 гэрлийн жилийн зайд тэсрэлт нь сүйрлийн нөлөө үзүүлэх болно. Дэлхийн бөмбөрцгийн хагас бөмбөрцгийн гадаргуугийн квадрат см тутамд гамма туяанд өртөх гай тохиолдох болно гэж тооцоолсон.урсгал, 1013 эрг, эсвэл 1 MJ буюу 0.3 кВт.цаг эрчим хүч ялгарна. Бөмбөрцгийн нөгөө хагас бөмбөрцгийн хувьд ч асуудалд орохгүй - бүх амьд биет тэнд үхэх болно, гэхдээ хэсэг хугацааны дараа хоёрдогч нөлөөллөөс болж үхэх болно.
Гэсэн хэдий ч ийм хар дарсан зүүд бидэнд заналхийлэх магадлал багатай: Нарны ойролцоо ийм аймшигт энерги ялгаруулж чадах одод ердөө л байдаггүй. Хар нүх эсвэл нейтрон од болох хувь тавилан нь бидний ойр байгаа оддыг заналхийлдэггүй.
Мэдээжийн хэрэг, гамма-цацрагт тэсрэлт нь шим мандалд ноцтой аюул занал учруулж, илүү хол зайд байх болно, гэхдээ түүний цацраг нь изотроп байдлаар тархдаггүй, харин маш нарийн урсгалаар тархдаг гэдгийг санах нь зүйтэй., мөн дэлхийгээс түүн рүү унах магадлал нь огт анзаараагүйгээс хамаагүй бага байна.
Сурах хэтийн төлөв
Сансрын гамма-цацрагийн тэсрэлт нь бараг хагас зуун жилийн турш одон орны хамгийн том нууцуудын нэг байсаар ирсэн. Одоо ажиглалтын хэрэгслүүд (сансрын хэрэгслийг оруулаад), өгөгдөл боловсруулах, загварчлах хурдацтай хөгжиж байгаа тул тэдгээрийн талаарх мэдлэгийн түвшин нэлээд ахисан байна.
Тухайлбал, тэсрэлт үзэгдлийн гарал үүслийг тодруулах чухал алхам хийсэн нь тун удалгүй. Ферми хиймэл дагуулаас авсан мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийх үед хэт харьцангуй тийрэлтэт тийрэлтэт онгоцны протонууд од хоорондын хийн протонтой мөргөлдсөний улмаас гамма цацраг үүсдэг болохыг тогтоож, энэ үйл явцын нарийн ширийнийг боловсронгуй болгосон.
Улаан шилжилтээр тодорхойлогдсон Z=10 хүртэлх зай хүртэлх галактик хоорондын хийн тархалтыг илүү нарийвчлалтай хэмжихийн тулд алс холын үйл явдлын дараах гэрлийг ашиглах ёстой.
Үүний зэрэгцээТэсрэлтийн шинж чанарын ихэнх нь тодорхойгүй байгаа тул бид шинэ сонирхолтой баримтууд гарч ирэхийг хүлээх хэрэгтэй бөгөөд эдгээр объектыг судлах цаашдын ахиц дэвшлийг хүлээх хэрэгтэй.
