2. juli 1967 ble U.S. Vela 3 og 4 satellitter merket noe ganske forvirrende. Disse satellittene ble opprinnelig designet for å overvåke for atomvåpenforsøk i verdensrommet ved å lete etter gammastråling, og plukket opp en serie gammastråler (GRB) som kommer fra det dype rom. Og mens det har gått flere tiår siden “Vela Incident”, er astronomer fremdeles ikke 100% sikre på hva som forårsaker dem.
Et av problemene har vært at forskere til nå ikke har vært i stand til å studere gammastråleutbrudd i noen reell kapasitet. Men takket være en ny studie fra et internasjonalt team av forskere, har GRB-er blitt gjenskapt i et laboratorium for første gang. På grunn av dette vil forskere få nye muligheter til å undersøke GRB-er og lære mer om deres egenskaper, noe som bør gå langt i retning av å bestemme hva som forårsaker dem.
Studien, med tittelen “Eksperimentell observasjon av en strømstyrt ustabilitet i en nøytral elektron-positronstråle”, ble nylig publisert i Fysiske gjennomgangsbrev. Studien ble ledet av Jonathon Warwick fra Queen's University Belfast og inkluderte medlemmer fra SLAC National Accelerator Laboratory, The John Adams Institute for Accelerator Science, Rutherford Appleton Laboratory, og flere universiteter.
Til nå har studien av GRB-er blitt komplisert av to hovedspørsmål. På den ene siden er GRB-er veldig kortvarige og varer bare sekunder om gangen. For det andre har alle detekterte hendelser skjedd i fjerne galakser, hvorav noen var milliarder av lysår unna. Likevel er det noen teorier om hva som kan redegjøre for dem, alt fra dannelse av sorte hull og kollisjoner mellom nøytronstjerner til utenomjordisk kommunikasjon.
Av denne grunn er undersøkelser av GRB spesielt tiltalende for forskere siden de kunne avsløre noen tidligere ukjente ting om sorte hull. Av hensyn til studien nærmet forskerteamet spørsmålet om GRB-er som om de var relatert til utslippene fra jetfly av partikler som ble frigjort av sorte hull. Som Dr. lektor ved Queen's University Belfast, forklarte han i et nylig oppdatert stykke med Samtalen:
"Bjelkene som frigjøres av de svarte hullene, vil for det meste bestå av elektroner og deres" antimaterielle "følgesvenner, positronene ... Disse bjelkene må ha sterke, selvgenererte magnetiske felt. Rotasjonen av disse partiklene rundt feltene avgir kraftige utbrudd av gammastråle-stråling. Eller i det minste er det dette teoriene våre forutsier. Men vi vet faktisk ikke hvordan feltene ville bli generert. "
Med hjelp fra deres samarbeidspartnere i USA, Frankrike, Storbritannia og Sverige, stolte teamet fra Queen's University Belfast på Gemini-laseren, som ligger ved Rutherford Appleton Laboratory i Storbritannia. Med dette instrumentet, som er en av de kraftigste lasere i verden, søkte det internasjonale samarbeidet å lage den første småskala-kopien av GRB-er.
Ved å skyte denne laseren på et komplekst mål, klarte teamet å lage miniatyrversjoner av disse ultrasnelle astrofysiske jetflyene, som de spilte inn for å se hvordan de oppførte seg. Sarri antydet:
"I vårt eksperiment var vi i stand til å observere noen av nøkkelfenomenene som spiller en viktig rolle i generasjonen av gammastråleutbrudd, for eksempel selvgenerasjonen av magnetiske felt som varte i lang tid. Disse var i stand til å bekrefte noen viktige teoretiske forutsigelser om styrken og fordelingen av disse feltene. Kort sagt bekrefter eksperimentet vårt uavhengig av at modellene som nå brukes for å forstå gammastråleutbrudd, er på rett vei. "
Dette eksperimentet var ikke bare viktig for studiet av GRB-er, det kunne også fremme vår forståelse av hvordan forskjellige materielle tilstander oppfører seg. I utgangspunktet kommer nesten alle fenomener i naturen ned på dynamikken til elektroner, siden de er mye lettere enn atomkjerner og raskere å svare på ytre stimuli (som lys, magnetiske felt, andre partikler, osv.).
"Men i en elektron-positronstråle har begge partikler nøyaktig samme masse, noe som betyr at denne forskjellen i reaksjonstider er fullstendig utslettet," sa Dr. Sarri. “Dette gir en mengde fascinerende konsekvenser. For eksempel ville lyd ikke eksistere i en elektron-positron verden. "
I tillegg er det det nevnte argumentet om at GRB-er faktisk kan være bevis på utenomjordisk etterretning (ETI). I Search for Extra-Terrestrial Intelligence (SETI) leter forskere etter elektromagnetiske signaler som ikke ser ut til å ha naturlige forklaringer. Ved å vite mer om forskjellige typer elektromagnetiske sprekker, kunne forskere bedre være i stand til å isolere de som det ikke er noen kjente årsaker til. Sarri sa det:
Hvis du legger detektoren din til å se etter utslipp fra verdensrommet, får du selvfølgelig veldig mange forskjellige signaler. Hvis du virkelig vil isolere intelligente overføringer, må du først sørge for at alle de naturlige utslippene er perfekt kjent slik at de kan ekskluderes. Studien vår hjelper med å forstå utslipp av sorte hull og pulsar, slik at når vi oppdager noe lignende, vet vi at det ikke kommer fra en fremmed sivilisasjon. ”
Mye som forskning på gravitasjonsbølger, tjener denne studien som et eksempel på hvordan fenomener som en gang var utenfor vår rekkevidde, nå er åpne for studier. Og omtrent som gravitasjonsbølger vil forskning på GRB sannsynligvis gi noen imponerende avkastning de kommende årene!
