2 lipca 1967 r. USA Vela 3 i 4 satelity zauważyły coś dość zakłopotanego. Satelity te, pierwotnie zaprojektowane do monitorowania testów broni jądrowej w kosmosie w poszukiwaniu promieniowania gamma, wychwyciły serię rozbłysków gamma (GRB) pochodzących z kosmosu. I choć minęły dziesięciolecia od „Incydentu w Vela”, astronomowie wciąż nie są w 100% pewni, co je powoduje.
Jednym z problemów było to, że do tej pory naukowcy nie byli w stanie badać rozbłysków gamma w żadnej rzeczywistej pojemności. Ale dzięki nowym badaniom międzynarodowego zespołu badaczy po raz pierwszy odtworzono GRB w laboratorium. Z tego powodu naukowcy będą mieli nowe możliwości badania GRB i dowiedzenia się więcej o ich właściwościach, co powinno znacznie przyczynić się do ustalenia, co je powoduje.
Badanie zatytułowane „Eksperymentalna obserwacja niestabilności sterowanej prądem w neutralnej wiązce elektronowo-pozytronowej” zostało niedawno opublikowane w Listy z przeglądu fizycznego. Badanie było prowadzone przez Jonathona Warwicka z Queen's University Belfast i obejmowało członków z SLAC National Accelerator Laboratory, John Adams Institute for Accelerator Science, Rutherford Appleton Laboratory i wielu uniwersytetów.
Do tej pory badanie GRB było skomplikowane z powodu dwóch głównych problemów. Z jednej strony, GRB są bardzo krótkotrwałe, trwają tylko kilka sekund na raz. Po drugie, wszystkie wykryte zdarzenia miały miejsce w odległych galaktykach, z których niektóre znajdowały się w odległości miliardów lat świetlnych. Niemniej jednak istnieje kilka teorii, które mogą je wyjaśniać, od tworzenia czarnych dziur i zderzeń między gwiazdami neutronowymi po komunikację pozaziemską.
Z tego powodu badanie GRB jest szczególnie atrakcyjne dla naukowców, ponieważ mogą ujawnić pewne wcześniej nieznane rzeczy na temat czarnych dziur. Na potrzeby badań zespół badawczy podszedł do kwestii GRB, jakby były one związane z emisją strumieni cząstek uwalnianych przez czarne dziury. Jak wyjaśnił dr wykładowca na uniwersytecie Queen's University w Belfaście w ostatnim artykule z Rozmowa:
„Wiązki uwalniane przez czarne dziury składałyby się głównie z elektronów i ich towarzyszy„ antymaterii ”, pozytonów… Wiązki te muszą mieć silne, samodzielnie wytwarzane pola magnetyczne. Obrót tych cząstek wokół pól powoduje silne rozbłyski promieniowania gamma. A przynajmniej tak przewidują nasze teorie. Ale tak naprawdę nie wiemy, jak pola zostaną wygenerowane ”.
Z pomocą swoich współpracowników z USA, Francji, Wielkiej Brytanii i Szwecji zespół Queen's University Belfast polegał na laserze Gemini, zlokalizowanym w Rutherford Appleton Laboratory w Wielkiej Brytanii. Dzięki temu instrumentowi, który jest jednym z najpotężniejszych laserów na świecie, w ramach współpracy międzynarodowej starano się stworzyć pierwszą replikę GRB na małą skalę.
Strzelając tym laserem w złożony cel, zespół był w stanie stworzyć miniaturowe wersje tych ultraszybkich dżetów astrofizycznych, które zarejestrowali, aby zobaczyć, jak się zachowują. Sarri wskazała:
„W naszym eksperymencie po raz pierwszy byliśmy w stanie zaobserwować niektóre z kluczowych zjawisk, które odgrywają główną rolę w generowaniu rozbłysków gamma, takich jak samozagenerowanie pól magnetycznych, które trwało przez długi czas. Były one w stanie potwierdzić niektóre główne teoretyczne prognozy dotyczące siły i rozmieszczenia tych pól. Krótko mówiąc, nasz eksperyment niezależnie potwierdza, że modele używane obecnie do rozumienia rozbłysków gamma są na dobrej drodze. ”
Eksperyment ten był nie tylko ważny dla badania GRB, ale może także pogłębić nasze zrozumienie tego, jak zachowują się różne stany materii. Zasadniczo prawie wszystkie zjawiska w przyrodzie sprowadzają się do dynamiki elektronów, ponieważ są one znacznie lżejsze od jąder atomowych i szybciej reagują na bodźce zewnętrzne (takie jak światło, pola magnetyczne, inne cząstki itp.).
„Ale w wiązce elektronowo-pozytronowej obie cząstki mają dokładnie taką samą masę, co oznacza, że ta różnica w czasach reakcji jest całkowicie zatarta” - powiedział dr Sarri. „Prowadzi to do wielu fascynujących konsekwencji. Na przykład dźwięk nie istniałby w świecie elektron-pozytron. ”
Ponadto istnieje wyżej wspomniany argument, że GRB mogą faktycznie być dowodem inteligencji pozaziemskiej (ETI). W poszukiwaniu inteligencji pozaziemskiej (SETI) naukowcy szukają sygnałów elektromagnetycznych, które nie wydają się mieć naturalnych wyjaśnień. Wiedząc więcej na temat różnych rodzajów wybuchów elektromagnetycznych, naukowcy mogliby lepiej izolować te, dla których nie ma znanych przyczyn. Sarri ujął to:
„Oczywiście, jeśli umieścisz wykrywacz w poszukiwaniu emisji z kosmosu, otrzymasz strasznie wiele różnych sygnałów. Jeśli naprawdę chcesz odizolować inteligentne transmisje, musisz najpierw upewnić się, że wszystkie naturalne emisje są doskonale znane, aby można je było wykluczyć. Nasze badanie pomaga zrozumieć emisje czarnej dziury i pulsara, dzięki czemu za każdym razem, gdy wykryjemy coś podobnego, wiemy, że nie pochodzi ona z obcej cywilizacji. ”
Podobnie jak badania fal grawitacyjnych, niniejsze badanie stanowi przykład tego, w jaki sposób zjawiska, które były kiedyś poza naszym zasięgiem, są teraz otwarte do badania. Podobnie jak fale grawitacyjne, badania GRB prawdopodobnie przyniosą imponujące zyski w nadchodzących latach!
