Rozbłyski gamma i ich poświaty – w końcu wiemy, jak powstają

Rozbłyski gamma pozostawiają po sobie poświaty wypełnione elektronami termicznymi. Odkrycie to może rzucić nowe światło na jedne z najbardziej tajemniczych zjawisk we Wszechświecie.
Wreszcie rozwiążemy zagadkę GRB?
Wreszcie rozwiążemy zagadkę GRB?

Rozbłysk gamma (GRB) to – mówiąc o zjawisku – nagły wzrost natężenia promieniowania gamma w niewielkim obszarze nieba. GRB powstają w wyniku gwałtownych zjawisk kosmicznych, np. zderzenie dwóch gwiazd neutronowych. Są to najjaśniejsze źródła promieniowania elektromagnetycznego, jakie znamy. Często towarzyszą im tzw. poświaty, w zakresie innych długości fal, np. promieniowania rentgenowskiego, UV, podczerwonego czy radiowego.

Czytaj też: Sądzili, że rozbłysk gamma pochodzi z odległości miliardów lat świetlnych. Winowajca znajdował się tuż obok nas

Większość obserwacji poświat GRB daje się wyjaśnić za pomocą istniejących teorii. W ostatnich latach zaczęto obserwować poświaty niepasujące do obowiązującego stanu wiedzy – naukowcy z japońskiego RIKEN opracowali nowy model matematyczny je wyjaśniający.

Zaskoczeniem w przypadku tych dwóch wybuchów było to, że nigdy wcześniej nie wykryliśmy fotonów o takiej energii.Donald Warren z Interdyscyplinarnego Programu Nauk Teoretycznych i Matematycznych RIKEN (iTHEMS)

Naukowcy postanowili porównać dwa teoretyczne modele poświat. Ten oparty na konwencjonalnej teorii sugerował, że rozkład energii wśród pobudzonych elektronów przebiega zgodnie z rozkładem potęgowym. Gdyby był on prawdą, większość elektronów miałaby dość niewielką energię, a tylko kilka z nich wyższą. W drugim modelu przeanalizowano tzw. elektrony termiczne, o zupełnie innym rozkładzie energii, przypominającym sposób, w jaki cząsteczki gorącego gazu dzielą się energią.

Ponieważ oba modele przewidują różną liczbę elektronów przy określonych energiach, w konsekwencji przewidują różną emisję fotonów. Nasz model zawiera więcej elektronów o energii odpowiedniej do wygenerowania wysokoenergetycznych promieni gamma widocznych w poświatach dwóch wysokoenergetycznych GRB. Najważniejszy wniosek z tej pracy jest taki, że termiczne elektrony znacząco zwiększają emisję przy najwyższych energiach fotonów.Donald Warren

Model opracowany przez uczonych z RIKEN w pełniejszy sposób opisuje poświaty GRB. Dzięki niemu (jeszcze niezatwierdzonemu przez środowisko naukowe) może nam się w końcu uda zrozumieć rozbłyski gamma.