Η πιο φωτεινή έκρηξη ακτίνων γάμμα που έχει καταγραφεί ποτέ στην ατμόσφαιρα της Γης
Στις αρχές Οκτωβρίου, ένα κύμα ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας σάρωσε τη Γη από μια έκρηξη ακτίνων γάμμα, ένα από τα πιο μοναδικά καταστροφικά και βίαια γεγονότα που έχει να προσφέρει το σύμπαν. Οι αστρονόμοι προσδιόρισαν γρήγορα την απόστασή του και διαπίστωσαν ότι ήταν η πλησιέστερη τέτοια έκρηξη που έχει δει ποτέ:μόλις δύο δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Ή, αν προτιμάτε, 20 δισεκατομμύρια τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά μας, ένα αξιοπρεπές κλάσμα του μεγέθους του παρατηρήσιμου σύμπαντος.
Για τους αστρονόμους, «κοντά» σημαίνει κάτι διαφορετικό. Αυτό ήταν τόσο κοντά, κοσμικά μιλώντας, που εντοπίστηκε από έναν στόλο παρατηρητηρίων τόσο πάνω όσο και πάνω από τη Γη, και ήδη αποδίδει έναν θησαυρό επιστημονικού θησαυρού. Αλλά ακόμη και από αυτή την τεράστια απόσταση σε ανθρώπινους όρους, ήταν το λαμπρότερο τέτοιο γεγονός που έχει δει ποτέ σε ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα, αρκετά φωτεινό ώστε να εντοπίσει την εκπομπή του ορατού φωτός σε μικρότερα ερασιτεχνικά τηλεσκόπια και ήταν ακόμη και ικανό να επηρεάσει σωματικά την ανώτερη ατμόσφαιρά μας . Παρόλα αυτά, αυτή η έκρηξη ακτίνων γάμμα δεν αποτελεί κίνδυνο για εμάς. Είτε έτσι είτε αλλιώς, χαίρομαι που κρατούν αποστάσεις.
Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα, ή GRBs, είναι έντονες εκρήξεις ακτίνων γάμμα—η μορφή φωτός με την υψηλότερη ενέργεια—που τυπικά διαρκούν από ένα κλάσμα του δευτερολέπτου έως μερικά λεπτά. Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα ήταν ένα παζλ για τους αστρονόμους από τον Ψυχρό Πόλεμο, όταν η πρώτη ανακαλύφθηκε τη δεκαετία του 1960 από τροχιακούς ανιχνευτές που αναζητούσαν πυρηνικά όπλα που δοκιμάστηκαν πάνω ή πάνω από τη Γη. Πάνω από 1.700 έχουν παρατηρηθεί από τότε. Παρόλα αυτά, χρειάστηκαν δεκαετίες για να τα καθηλώσουν αρκετά καλά στον ουρανό για να τα παρατηρήσουμε με πιο συμβατικά τηλεσκόπια και να κατανοήσουμε καλύτερα τι ήταν. Ακόμη και τότε ήταν δύσκολο, καθώς κάθε GRB έχει ιδιοσυγκρασίες, κάτι που το καθιστά πολύπλοκο στην κατανόηση ως ομάδα.
Ωστόσο, έχουμε μια αξιοπρεπή αντίληψη της βασικής φύσης τους. Οι εκρήξεις μικρής διάρκειας - γενικά διαρκούν μερικά δευτερόλεπτα το πολύ - προέρχονται από δύο υπερπυκνά αστέρια νετρονίων που συγκρούονται και εκτοξεύουν άγρια ενέργεια, ενώ εκείνες μεγάλης διάρκειας - που διαρκούν αρκετά λεπτά - προέρχονται από τεράστια αστέρια που εκρήγνυνται στο τέλος της ζωής τους. Ο πυρήνας του αστεριού καταρρέει, σχηματίζοντας μια μαύρη τρύπα. Ένας στροβιλιζόμενος δίσκος υλικού που δεν καταβροχθίστηκε αμέσως από τη μαύρη τρύπα σχηματίζεται γρήγορα γύρω του, διοχετεύοντας δίδυμες δέσμες έντονης ενέργειας έξω στο διάστημα, η μία στραμμένη προς τα πάνω και η άλλη προς τα κάτω, μακριά από το δίσκο. Αυτά τρώνε το δρόμο τους μέσα από το ετοιμοθάνατο αστέρι και εκρήγνυνται προς τα έξω, ενώ το υπόλοιπο αστέρι εκρήγνυται ως ένα πολύ ισχυρό σουπερνόβα.
Η ενέργεια στις εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι σχεδόν ακατανόητη:σε λίγα δευτερόλεπτα μπορούν να εκπέμψουν τόση ενέργεια όση θα εκπέμψει ο ήλιος σε ολόκληρη τη διάρκεια ζωής του, τα 12 δισεκατομμύρια χρόνια. Η δύναμή τους προέρχεται από τη στενή εστίασή τους. αυτές οι λεπτές δέσμες συγκεντρώνουν την εκρηκτική ενέργεια σε μια πολύ στενή κατεύθυνση. Εάν η δέσμη τυχαίνει να είναι στραμμένη προς το μέρος σας, βλέπετε μια λάμψη ακτίνων γάμμα αρκετά φωτεινή ώστε να ανιχνεύεται ακόμη και από πολλά δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Έξω από το μονοπάτι βλέπετε μια πιο τυπική σουπερνόβα.
Παρά τη δύναμή τους, οι περισσότερες εκρήξεις βρίσκονται σε τόσο μεγάλη απόσταση από εμάς που το φως τους μειώνεται δραματικά και χρειάζεται ένα τηλεσκόπιο για να τις δει καθόλου.
Ονομάστηκε GRB 221009A—για την πρώτη έκρηξη ακτίνων γάμμα που παρατηρήθηκε στις 9 Οκτωβρίου 2022—η αρχική του λάμψη εντοπίστηκε για πρώτη φορά από αισθητήρες στο διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi που βρίσκεται σε τροχιά, σχεδιασμένο ειδικά για να ανιχνεύει και να βρίσκει γρήγορα τις θέσεις των GRB. Ωστόσο, ακόμη και για μια μακράς διάρκειας έκρηξη επεκτάθηκε ασυνήθιστα και μια άλλη έκρηξη ακτίνων γάμμα εντοπίστηκε από το Παρατηρητήριο Neil Gehrels Swift, ένα άλλο σετ τηλεσκοπίων σε τροχιά που σχεδιάστηκε για να παρατηρεί εκρήξεις. Αυτή η δεύτερη αιχμή συνέβη σχεδόν μια ώρα αργότερα, πολύ αργότερα από το συνηθισμένο για τέτοια γεγονότα, υποδεικνύοντας πόση δύναμη είχε στη διάθεσή του η συγκεκριμένη GRB.
Η Swift έστειλε αμέσως μια αυτοματοποιημένη ειδοποίηση σε αστρονόμους σε όλο τον κόσμο, οι οποίοι απάντησαν στρέφοντας τα δικά τους τηλεσκόπια προς την έκρηξη. Η εξασθενημένη λάμψη του ορατού φωτός, που προκαλείται από τις ακτίνες που χτυπούν την ύλη που περιβάλλει το ετοιμοθάνατο αστέρι, αποκάλυψε την απόστασή του μέσω της κοσμικής μετατόπισης στο κόκκινο (ένα κοκκίνισμα του φωτός που προκαλείται από τη διαστολή του ίδιου του σύμπαντος) και έδειξε ότι αυτό ήταν το πιο κοντινό GRB που έχει δει ποτέ.
Ένα tweet του αστροφυσικού Rami Mandow επεσήμανε ότι οι ανιχνευτές κεραυνών στην Ινδία και τη Γερμανία έδειξαν ότι ο τρόπος με τον οποίο διαδίδονταν οι παλμοί της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τους κεραυνούς άλλαξε ξαφνικά την ίδια στιγμή που η ενέργεια GRB έπληξε τον πλανήτη μας. Αυτά υποδεικνύουν ότι οι συνθήκες στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης άλλαξαν, με τα ηλεκτρόνια να απογυμνώνονται ξαφνικά από τα άτομα ξενιστή τους. Οι ακτίνες γάμμα ιονίζουν τα άτομα με αυτόν τον τρόπο, επομένως φαίνεται πολύ πιθανό ότι αυτή η έκρηξη επηρέασε φυσικά την ατμόσφαιρα του πλανήτη μας, αν και μόνο ήπια και για λίγο. Ωστόσο, από δύο δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, αυτό είναι ένα εξαιρετικό φαινόμενο.
Ένα GRB τόσο κοντά σημαίνει ότι οι αστρονόμοι μπορούν να αναλύσουν το φως που βλέπουν από αυτό με περισσότερους τρόπους από ό,τι συνήθως. κανονικά, το φως μιας έκρηξης δεν είναι αρκετά φωτεινό για να αποκαλύψει ξεκάθαρα λεπτομέρειες σχετικά με το γεγονός που το προκάλεσε. Αυτό το δείγμα θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον κινητήρα της κεντρικής μαύρης τρύπας που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης και την εξαιρετικά πολύπλοκη φύση της φυσικής που τις περιβάλλει.
Μπορεί επίσης να μας πει για τον Γαλαξία. Το παρατηρητήριο Swift είδε επεκτεινόμενους δακτυλίους φωτός ακτίνων Χ που επικεντρώνονται στη θέση του GRB, που προκαλούνται από σύννεφα σκόνης στον Γαλαξία μας που βρίσκονται περίπου 600 έως 12.000 έτη φωτός από τη Γη. Αυτές οι «ελαφριές ηχώ» συμβαίνουν όταν το φως προσπίπτει σε σύννεφα σκόνης ακριβώς έξω από το οπτικό μας πεδίο στο GRB—έτσι τα βλέπουμε στο πλάι, δίπλα στο φωτεινό σημείο του ουρανού. Δεδομένης της καθυστέρησης από το σύντομο επιπλέον χρόνο που χρειάζεται το φως από την έκρηξη για να φτάσει σε αυτά τα σύννεφα σκόνης και να διασκορπιστεί προς το μέρος μας, βλέπουμε φωτεινούς δακτυλίους να κινούνται προς τα έξω από το κέντρο, με το ρυθμό διαστολής τους να σχετίζεται με την απόστασή τους από εμάς. Η μέτρηση αυτών των δακτυλίων επέτρεψε στους αστρονόμους να προσδιορίσουν τις αποστάσεις από τα σύννεφα.
Αν και έχουν γίνει μεγάλα βήματα από τότε, ειδικά από τη δεκαετία του 1990, όταν τα πρώτα φάνηκαν με οπτικά τηλεσκόπια και οι αποστάσεις τους προσδιορίστηκαν κυριολεκτικά κοσμικές, υπάρχουν πολλά για αυτά που δεν έχουμε καταλάβει ακόμη. Το GRB 221009A εξακολουθεί να παρατηρείται από τηλεσκόπια σε όλο τον κόσμο και μπορεί να αποδειχθεί μια πέτρα Ροζέτα σε αυτά τα εξαιρετικά διαφορετικά, παράξενα και ισχυρά γεγονότα.
Αυτό είναι ένα άρθρο γνώμης και ανάλυσης και οι απόψεις που εκφράζονται από τον συγγραφέα ή τους συγγραφείς δεν είναι απαραίτητα αυτές του Scientific American.
