Svi su čuli za elektromagnetski spektar. To je zbirka svih valnih duljina i frekvencija svjetlosti, od radija i mikrovalne do ultraljubičaste i gama. Svjetlost koju vidimo naziva se "vidljivim" dijelom spektra. Ostatak frekvencija i valova su našim očima nevidljivi, ali ih je moguće prepoznati pomoću posebnih instrumenata.
Gama zrake su najenergičniji dio spektra. Imaju najkraće valne duljine i najviše frekvencije. Ove karakteristike čine ih izuzetno opasnim za život, ali astronomima također kažu da mnogo o objektima koji ih emitiraju u svemir. Gama zrake se događaju na Zemlji, nastale kada kozmičke zrake udaraju u našu atmosferu i stupaju u interakciju s molekulama plina. Oni su također nusproizvod raspada radioaktivnih elemenata, osobito u nuklearnim eksplozijama i u nuklearnim reaktorima.
Gama zrake nisu uvijek smrtonosna prijetnja: u medicini se koriste, između ostalog, za liječenje raka. Međutim, postoje kozmički izvori ovih fotona ubojica, a oni su astronomima najduže ostajali misterija. Tako su ostali dok nisu izgrađeni teleskopi koji bi mogli otkriti i proučavati ove visokoenergetske emisije.
Kozmički izvori gama zraka
Danas znamo mnogo više o ovom zračenju i odakle dolazi u svemiru. Astronomi otkrivaju te zrake iz izuzetno energičnih aktivnosti i objekata kao što su eksplozije supernove, neutronske zvijezde, i interakcije crne rupe. Teško je proučiti zbog velikih energija koje su uključene, ponekad su vrlo sjajne u „vidljivoj“ svjetlosti i činjenici da nas naša atmosfera štiti od većine gama zraka. Da bi "pravilno" vidjeli ove aktivnosti, astronomi šalju specijalizirane instrumente u svemir, kako bi mogli "vidjeti" gama zrake visoko iznad Zemljine zaštitne pokrivače. NASA je u orbiti Brz satelit i Fermi gama-zračenje teleskopom su među instrumentima koje astronomi trenutno koriste za otkrivanje i proučavanje ovog zračenja.
Gama zračenja
Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća astronomi su otkrili izuzetno snažne praske gama zraka iz različitih točaka na nebu. Pod "dugim" vremenom astronomi znače samo nekoliko sekundi do nekoliko minuta. Međutim, njihove udaljenosti, u rasponu od milijuna do milijardi svjetlosnih godina, ukazuju na to da ti predmeti i događaji moraju biti vrlo svijetli da bi se mogli vidjeti iz cijelog svemira.
Takozvani "gama zračenja" najenergičniji su i najsvjetliji događaji ikad zabilježeni. Oni mogu poslati ogromne količine energije u samo nekoliko sekundi - više nego što će Sunce osloboditi tijekom svog čitavog postojanja. Donedavno su astronomi mogli samo nagađati o tome što je uzrokovalo tako masovne eksplozije. No nedavna zapažanja pomogla su im da pronađu izvore tih događaja. Na primjer, the Brz satelit je otkrio prasak gama zraka nastao rođenjem crne rupe koja se nalazila više od 12 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. To je vrlo rano u povijesti svemira.
Postoje kraći rafali, dulji od dvije sekunde, koji su godinama bili zaista misterija. Na kraju su astronomi povezali te događaje s aktivnostima zvanim "kilonovee", koje se događaju kada se dvije neutronske zvijezde ili neutronska zvijezda ili crna rupa spoje zajedno. U trenutku spajanja oni odaju kratke rafalne gama-zrake. Također mogu emitirati gravitacijske valove.
Povijest astronomije gama zraka
Astronomija gama zraka započela je tijekom hladnog rata. Izlomili gama-zrake (GRB-ove) prvi su put otkrili 1960-ih godina Vela flota satelita. U početku su se ljudi brinuli da su to znakovi nuklearnog napada. Tijekom sljedećih desetljeća astronomi su počeli pretraživati izvore te misteriozne točke eksplozije pretraživanjem optičkih svjetla (vidljive svjetlosti) signala te u ultraljubičastim, rendgenskim i signali. Puštanje u pogon Compton Gamma Ray Observatory 1991. godine potragu za kozmičkim izvorima gama zraka doveo je do novih visina. Njegova opažanja pokazala su da se GRB događaju u cijelom svemiru, a ne nužno i unutar naše galaksije Mliječni put.
Od tog vremena BeppoSAX opservatorij, pokrenut od strane Talijanske svemirske agencije, kao i Istraživač prolaznih izvora visoke energije (lansirana od NASA-e) korišteni su za otkrivanje GRB-ova. Europske svemirske agencije SASTAVNI misija se pridružila lovu 2002. U novije vrijeme, Fermi gama-teleskop pregledao je nebo i nacrtao emitiranje gama zraka.
Potreba za brzim otkrivanjem GRB-ova ključna je za pretraživanje visokoenergetskih događaja koji ih uzrokuju. Kao prvo, događaji vrlo kratkog raspada vrlo brzo izumiru, što otežava otkrivanje izvora. X-sateliti mogu pokupiti lov (s obzirom da obično postoji povezan reljef rendgenskih zraka). Kako bi astronomima brzo pristupio u izvoru GRB-a, Gamma Ray Bursts koordinatna mreža odmah šalje obavijesti znanstvenicima i institucijama koje su uključene u proučavanje ovih ispada. Na taj način mogu odmah planirati praćenja pomoću zemaljskih i svemirskih optičkih, radio i rendgenskih opservatorija.
Kako astronomi proučavaju više ovih ispada, oni će steći bolje razumijevanje vrlo energetskih aktivnosti koje ih prouzrokuju. Svemir je ispunjen izvorima GRB-ova, pa će nam ono što oni nauče reći i više o visokoenergetskom kosmosu.
Brze činjenice
- Gama zrake su najenergičnija poznata vrsta zračenja. Izbacuju ih vrlo energični objekti i procesi u svemiru.
- Gama zrake se također mogu stvoriti u laboratoriju, a ova vrsta zračenja koristi se u nekim medicinskim primjenama.
- Astronomija gama zraka vrši se pomoću satelita u orbiti koji ih mogu otkriti bez smetnji iz Zemljine atmosfere.