Gammaglimt
Gammastråleudbrud (GRB'er) er glimt af gammastråler fra ekstremt energirige eksplosioner. De er blevet set i fjerne galakser. De er de mest lysstærke elektromagnetiske hændelser, som man kender til i universet.
Udbrud kan vare fra millisekunder til flere minutter, selv om et typisk udbrud varer nogle få sekunder. Det første udbrud efterfølges normalt af en længerevarende "efterglød", der udsendes ved længere bølgelængder (røntgenstråler, ultraviolet, synligt lys, infrarødt og radiobølger).
De fleste GRB'er er en smal stråle af intens stråling, der frigives under en supernova, når en stor, hurtigt snurrende stjerne kollapser og danner et sort hul. En underklasse af GRB'er (de "korte" udbrud) ser ud til at komme fra en anden proces, måske fra sammensmeltningen af binære neutronstjerner.
Kilderne til de fleste GRB'er er milliarder af lysår væk fra Jorden. Det tyder på, at eksplosionerne er ekstremt energirige: et typisk udbrud frigiver lige så meget energi på få sekunder som Solen i løbet af hele sin levetid på 10 milliarder år. De er meget sjældne (et par stykker pr. galakse pr. million år).
Alle observerede GRB'er er kommet fra områder uden for Mælkevejen. Lignende fænomener, bløde gamma-repeaterudbrud, er forbundet med magnetarer i Mælkevejen. Det er blevet foreslået, at et gammastråleudbrud i Mælkevejen kunne forårsage en masseudryddelse på Jorden. Der kendes intet sådant tilfælde.
Kunstnerisk illustration af et kraftigt gammastråleudbrud i et stjernedannelsesområde. Energien fra eksplosionen sendes ud i to smalle, modsatrettede jets.
Historie
Gammastråleudbrud blev første gang observeret i slutningen af 1960'erne af de amerikanske Vela-satellitter, som blev bygget til at registrere gammastrålingspulser, der blev udsendt af atomvåben, der blev testet i rummet.
Den 2. juli 1967 kl. 14:19 UTC registrerede Vela 4- og Vela 3-satellitterne et glimt af gammastråling, der ikke ligner nogen kendt atomvåbensignatur. Da holdet på Los Alamos Scientific Laboratory ikke vidste, hvad der var sket, men ikke anså sagen for særlig hastende, lagde de dataene til side med henblik på undersøgelse.
Ved at analysere de forskellige ankomsttider for udbruddene, som de blev opdaget af forskellige satellitter, kunne holdet bestemme grove skøn over positionerne på himlen for 16 udbrud12-16og definitivt udelukke en jordisk eller solmæssig oprindelse. Opdagelsen blev offentliggjort i 1973.
Positioner på himlen for alle gammastråleudbrud, der blev opdaget under BATSE-missionen. Fordelingen er tilfældig, uden koncentration mod Mælkevejens plan, som går vandret gennem midten af billedet.
Lange gammastråleudbrud
De fleste observerede hændelser varer længere end to sekunder og klassificeres som lange gammastråleudbrud. De er blevet undersøgt meget mere detaljeret end deres korte modstykker. Næsten alle velundersøgte lange gammastråleudbrud er blevet forbundet med en hurtigt stjernedannende galakse og i mange tilfælde også med en supernova med kernekollaps. Dette forbinder lange GRB'er med massive stjerners død. Observationer af lange GRB-eftergløder ved høj rødforskydning (store afstande) tyder også på, at GRB'er stammer fra stjernedannende regioner. Dette skyldes, at observationer af fjerne galakser er at se tilbage i tiden til galakser på et tidligere stadium.
Energetik
Gammastråleudbrud menes at være meget fokuserede eksplosioner, hvor størstedelen af eksplosionens energi befinder sig i en smal relativistisk stråle, der bevæger sig med hastigheder på over 99,995% af lysets hastighed.
Jetens omtrentlige vinkelbredde (dvs. graden af stråling) kan estimeres direkte ved at observere "jetbrud" i efterglødens lyskurver: et tidspunkt, hvorefter det langsomt aftagende efterglød begynder at falme pludseligt, da jetten bliver langsommere og ikke længere kan udstråle sin stråling så effektivt. Observationer tyder på en betydelig variation i jetvinklen fra mellem 2 og 20 grader.
Fordi deres energi er meget smal, går de gammastråler, der udsendes af de fleste udbrud, forbi Jorden og bliver aldrig opdaget. Når en gammastråleudbruddet er rettet mod Jorden, får fokuseringen af energien langs en relativt smal stråle udbruddet til at fremstå meget lysere, end hvis energien var blevet udsendt kugleformet. Når denne effekt tages i betragtning, observeres det, at typiske gammastråleudbrud har en sand energiafgivelse på ca. 10 44J, eller ca. 1/2000 af en solmasseenergi-ækvivalent.
Det svarer til den energi, der frigives i en lysstærk supernova af type Ib/c (undertiden kaldet en "hypernova"). Meget lysstærke supernovaer er blevet set på det sted, hvor nogle af de nærmeste GRB'er befinder sig.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er gammastråleudbrud?
A: Gamma-ray bursts (GRB'er) er glimt af gammastråler fra ekstremt energirige eksplosioner.
Q: Hvor længe varer GRB'er typisk?
Svar: GRB'er kan vare fra millisekunder til flere minutter, men et typisk udbrud varer typisk nogle få sekunder.
Spørgsmål: Hvad er kilden til de fleste GRB'er?
Svar: De fleste GRB'er er en smal stråle af intens stråling, der frigives under en supernova, når en stor, hurtigt snurrende stjerne kollapser og danner et sort hul.
Spørgsmål: Hvor kommer de fleste observerede GRB'er fra?
Svar: Alle observerede GRB'er er kommet fra områder uden for Mælkevejens galakse.
Spørgsmål: Hvor meget energi frigøres der i gennemsnit ved et udbrud?
Svar: Et typisk udbrud frigiver lige så meget energi på få sekunder som Solen i hele sin levetid på 10 milliarder år.
Spørgsmål: Hvor sjældne er GRB-bølger?
Svar: De er meget sjældne (et par stykker pr. galakse pr. million år).
Spørgsmål: Kan gammastråleudbrud være farlige i vores egen galakse?
Svar: Det er blevet antydet, at et gammastråleudbrud i Mælkevejen kunne forårsage en masseudryddelse på Jorden, men der kendes ikke noget sådant tilfælde.
