В продължение на повече от пет десетилетия, гама-лъчевите избухвания предизвикват любопитство у астрономите. Нови наблюдения на мощните следи от тези космически експлозии поставят под съмнение дълго установените идеи за начина, по който те функционират. Гама-лъчевите избухвания са били случайно открити през 1967 година от американски военни сателити, които търсели ядрени тестове. Тези кратки светлинни импулси на високоенергийна радиация се оказали произхождащи от милиарди светлинни години разстояние и могат да освободят изключителни количества енергия за секунди.

Наскоро направените наблюдения на следите от гама-лъчеви избухвания, включително едно, проследено от High Energy Stereoscopic System (HESS), предоставят на учените по-близък поглед върху това, което се случва след тези експлозии, и поставят нови въпроси относно физиката, която ги движи. Първото известно гама-лъчева избухване е открито случайно. През юли 1967 година, сателитите Vela 3 и Vela 4 наблюдавали атмосферата за признаци на ядрени оръжия. Вместо това, те засекли кратки импулси на високоенергийни фотони, идващи от космоса.

1:8 мин.

Спасители в Непал извлякоха двама оцеляли десет дни след опустошителните наводнения Испания засилва доставките на ракети за Украйна в подкрепа на противовъздушната отбрана Откритие в имунната система на вечерниците разкрива нови аспекти за тяхното взаимодействие с вируси

Учените първоначално нямали ясно обяснение за сигналите. Някои предполагали, че избухванията могат да бъдат относително близки, може би от нашата Слънчева система или Млечния път. Други подозирали, че те идват от много по-големи разстояния. Липсата на идентифицируема звезда или галактика затруднила разгадаването на мистерията. Освен това, избухванията давали малко време за изследване. Те се появявали внезапно и угасвали почти толкова бързо, оставяйки зад себе си без очевиден обект за астрономите.

Сателитите Vela не били проектирани да изучават космически експлозии. Техните детектори били изградени да идентифицират рентгенови лъчи, гама-лъчи и неутрони, които биха могли да сигнализират за ядрена експлозия. Първото гама-лъчева избухване било записано на 2 юли 1967 година, макар учените да осъзнали значението на сигнала години по-късно. Изследователи от Лос Аламос Националната лаборатория анализирали няколко подобни събития, засечени от сателитите Vela. През 1973 година те публикували анализа си на 16 избухвания записани между юли 1969 и юли 1972 година и заключили, че събитията имат космически произход.

Допълнителните наблюдения потвърдили това заключение. Съветските сателити Konus публикували данни през 1974 година, които потвърдили откритията за гама-лъчеви избухвания. През 1976 година учените създали Интерпланетарната мрежа (IPN), която обединила детектори на гама-лъчи на борда на космически кораби изучаващи Слънцето и планетите. Чрез сравняване на сигналите засечени от различни космически кораби, учените могли да триангулират приблизителните местоположения на избухванията.

0:24 мин.

Пожар по време на сватба в Киншаса отне живота на 22 души Разследват расистки коментари след инцидента между Непал и Тибет и участието на Singapore Airlines в Air India Цифрова революция в даренията: Как Непал преодолява традиционните бариери след бедствия

Въпреки че източниците били стеснени до няколко аркминутни области, те не съответствали на известни източници на рентгенови лъчи или други познати астрономически обекти. Произходът на избухванията оставал загадка. Значителен напредък настъпил след като NASA стартира Комpton Gamma Ray Observatory през 1991 година. Неговият експеримент Burst and Transient Source Experiment (BATSE) бил специално проектиран да изучава гама-лъчеви избухвания.

През девет години BATSE засекло над 2700 избухвания. Неговите наблюдения показали, че избухванията са разпределени почти равномерно по небето вместо да са концентрирани по плоскостта на Млечния път. Това откритие било решаващо; ако гама-лъчевите избухвания произлизаха основно от обекти в Млечния път, тяхното разпределение щяло да следва структурата на галактиката.

Вместо това наблюденията показали, че източниците се намират далеч извън Млечния път. Това повдигнало нов въпрос: ако гама-лъчевите избухвания са милиарди светлинни години разстояние и все още могат да бъдат засечени, то експлозиите зад тях трябва да са изключително мощни.

0:30 мин.

Путин проведе тричасова среща с американски преговарящи по въпросите за Украйна Трагичен инцидент с малък самолет във Фресно отне живота на две деца Администрацията на Тръмп подава нова жалба до Върховния съд относно ограниченията за гласуване по пощата

Друг важен напредък настъпил през 1997 година, когато италианско-холандският сателит BeppoSAX засекъл рентгеново следствие свързано с гама-лъчева избухване. Откритие позволило на астрономите да изучават събитието след началния импулс и помогнало да се установи, че GRB (гама-лъчеви избухвания) са екстрагалактически с някои произхождащи милиарди светлинни години от Земята.

По-късните наблюдения показали, че тези експлозии могат да освободят огромно количество енергия в рамките на секунди. Пиковата им яркост може да бъде 100 милиарда милиарда пъти по-висока от тази на Слънцето и около милиард пъти по-висока дори от най-ярките свръхнови.

Откритията за рентгеновите следствия в края на 90-те години откриха нова ера в изследването на гама-лъчеви избухвания. Астрономите изучаващи някои от тези избухвания открили елементи като желязо, силиций, сяра и аргон около експлозиите. Тези елементи са свързани със свръхнови и предоставили доказателства свързващи поне част от гама-лъчевите избухвания със смъртта на масивни звезди.

През 1999 година учените засекли следствието от GRB990123 в рамките на секунди след оригиналното избухване. Наблюденията им подсказали, че енергията от експлозията е концентрирана в тесни струи, което означава, че гама-лъчевите избухвания могат да бъдат засечени когато една от тези струи е насочена към Земята.

Допълнителните наблюдения укрепили връзката между гама-лъчевите избухвания и свръхновите. GRB990705 показал характеристика на желязна абсорбция в своето следствие типична за свръхнова, докато по-късните наблюдения на GRB991216 засекли желязни линии в неговото следствие.

До 2003 година NASA обявила силни доказателства, че дълготрайните гама-лъчеви избухвания са резултат от смъртта на масивни звезди придружени от образуването на черни дупки.

Гамата лъчи не могат директно да достигнат повърхността на Земята поради блокадата им от атмосферата. Въпреки това учените могат да изучават много-високоенергийна радиация от някои гама-лъчеви избухвания чрез наземни обсерватории.

Когато гамата лъчи взаимодействат с частици в атмосферата на Земята, те могат да генерират частици които пътуват по-бързо от скоростта на светлината във въздуха. Тези частици произвеждат бледосиня светлина известна като Черенковска радиация.

Наземните обсерватории могат да засичат тази светлина и я използват за изучаване на много-високоенергийни гама лъчи. Техниката предлага значително предимство: атмосферата ефективно предоставя много по-голяма площ за събиране в сравнение с един телескоп, увеличавайки шансовете за засичане на редки и изключително енергийни гамма лъчи.

Първото наблюдение на ултрависокоефективно гама-лъчева избухване чрез тази техника настъпило през юли 2018 година. High Energy Stereoscopic System (HESS) в Намибия засекъл радиация от следствието на гама-лъчева избухване.

Радиацията не дошла директно от началната експлозия. Вместо това струята произведена от експлозията се сблъскала с материал който преди това бил изхвърлен от звездата по време на свръхновата. Това взаимодействие ускорило частиците до изключително високи скорости, произвеждайки електромагнитна радиация която в крайна сметка достигнала Земята.

По-късно учени открили дори по-дълготрайно високоенергийно следствие от GRB 190829A. Избухването се случило около 1 милиард светлинни години от Земята, което го правело относително близко в сравнение с много други гама-лъчеви избухвания. HESS наблюдавал събитието в продължение на 56 часа и установил че неговата високоенергийна радиация продължила повече от пет пъти по-дълго отколкото предишният резултат записан през 2018 година.

Тези открития поставят нови въпроси относно сравнително простичките модели които учените използват за обяснение на гама-лъчевите избухвания. Наблюденията предполагат че процесите зад тези мощни космически експлозии може би са по-комплексни отколкото досега се е смятало.