wszechświat
Autor: Weronika Śliwa | dodano: 2012-06-06
Czarne dziury i błyski

Najbardziej energetyczne rozbłyski Wszechświata opowiadają historie powstawania czarnych dziur.


Niewidoczne, supergęste, choć... nie zawsze bardzo masyw- ne. Wspomniane po raz pierwszy już w 1784 roku ciała nie- bieskie, o polu grawitacyjnym tak silnym, że nie mogło z nich uciec nawet światło, przez wiele lat traktowano jako czysto teoretyczne obiekty. I choć w XX wieku możliwość ich istnienia potwierdziła ostatecznie ogólna teoria względności, przez dłu- gie lata brakowało kandydatek do obserwacji.

Dziś znamy już wiele czarnych dziur, a i tak astronomowie nie wiedzą jeszcze o nich wszystkiego. W ostatnich latach pojawiło się wiele nowych informacji o oddziaływaniu dziur z otaczającą materią oraz kolejne zagadki. Większość z nich wiąże się z błyskami gamma - niezwykle energetycznymi eksplozjami, podczas których niemal na pewno powstają te supergęste obiekty. Ale droga do potwierdzenia tego faktu nie była prosta.

Dziury ściśle tajne

Gdy w końcu lat 60. amerykańskie wojskowe satelity Vela zarejestrowały silne błyski wysokoenergetycznego promie- niowania gamma, dane te utajniono na kilka lat. Nic dziwnego - zadaniem satelitów było wykrywanie błysków pochodzących z nielegalnie przeprowadzanych wybuchów jądrowych. Gdy udało się ustalić, że tajemnicze eksplozje nie dochodzą z obszarów Związku Radzieckiego, lecz z kosmosu, do ich analizy zasiedli astronomowie. Wkrótce udało się im ustalić, że błyski przeszywają okolice Ziemi średnio raz na dobę. Skąd jednak pochodzą?

Każdy błysk pojawiał się w innym miejscu nieba, a ich dokładną lokalizację uniemożliwiała bardzo mała rozdzielczość obserwatoriów promieniowania gamma. Wreszcie w 1997 roku kolejnemu satelicie, BeppoSax, udało się zaob- serwować stowarzyszoną z błyskiem emisję na falach rentgenowskich, a wkrótce później odnaleziono też towa- rzyszące mu źródło optyczne - okazała się nim bardzo odległa galaktyka.

Odległość od źródła błysku była tak duża, że wstępne oceny jego jasności sugerowały, że wyświecił on kilkaset razy więcej energii niż Słońce emituje w ciągu całego życia. Te szokujące wielkości nieco zmalały, kiedy okazało się, że energia błysków jest niemal na pewno wysyłana nie tyle równomiernie we wszystkich kierunkach, ile w bardzo wąskich strugach. Ciągle jednak szacowana na podstawie kolejnych obserwacji energia wyświecana przez tajemnicze źródła jest porównywalna z tą, którą można by uzyskać, anihilując masę kilkusetkrotnie większą od masy Ziemi. Jakie obiekty mogą produkować tak olbrzymie ilości promieniowania?

Długie i krótkie

Zanim podjęto próby odpowiedzi na to zasadnicze pytanie, badania błysków ujawniły, że można je podzielić na dwie - wydawałoby się odrębne - kategorie: długie, trwające powyżej dwóch sekund, oraz krótsze i mniej energetyczne, trwające czasem zaledwie ich ułamki. Obserwacje macierzystych galaktyk błysków wykazały, że błyski długie pochodzą przede wszystkim z galaktyk, w których wciąż tworzą się nowe gwiazdy, krótkie natomiast częściej z galaktyk pełnych starych, kończących życie gwiazd. Obecnie przypuszczamy, że długie błyski powstają podczas wybuchów hipernowych - gwiazd o masie co najmniej 40-krotnie przewyższającej masę Słońca.

Hipotezę wybuchu hipernowej, wysuniętą początkowo przez polskiego astrofizyka Bohdana Paczyńskiego pracu- jącego w Princeton, potwierdza fakt, że części długich błysków towarzyszyły poświaty pochodzące od potężnych supernowych. Jak się wydaje, w trakcie wybuchu bardzo szybko wirującej gigantycznej gwiazdy jej jądro się zapada, tworząc czarną dziurę, a materia z otoczki tworzy wciągany do jej środka dysk. Części materii udaje się jednak wydostać wzdłuż osi rotacji gwiazd i tworzy ona strugi emitujące promieniowanie gamma.

Trudniej przyszło wyjaśnić pochodzenie błysków krótkich. Do wstępnego rozwiązania tej zagadki przyczyniły się obserwacje, które wykazały, że są to eksplozje bardziej lokalne - dochodzące ze stosunkowo bliskich galaktyk - i blisko stukrotnie słabsze od błysków długich. Wszystko wskazuje na to, że podczas błysków krótkich obserwujemy proces zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. 

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 02/2007 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
09/2019
08/2019
Kalendarium
Wrzesień
15
W 1857 r. niemiecki astronom Karl Theodor Robert Luther odkrył planetoidę (47) Aglaja.
Warto przeczytać
Mistrz opowieści o zwierzętach, niemiecki etolog Vitus B. Dröscher powraca. W swojej książce "Ludzkie oblicze zwierząt" pokazuje, że w świecie zwierzęcym istnieją zjawiska, które zwykliśmy uważać za właściwe wyłącznie ludziom.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Weronika Śliwa | dodano: 2012-06-06
Czarne dziury i błyski

Najbardziej energetyczne rozbłyski Wszechświata opowiadają historie powstawania czarnych dziur.


Niewidoczne, supergęste, choć... nie zawsze bardzo masyw- ne. Wspomniane po raz pierwszy już w 1784 roku ciała nie- bieskie, o polu grawitacyjnym tak silnym, że nie mogło z nich uciec nawet światło, przez wiele lat traktowano jako czysto teoretyczne obiekty. I choć w XX wieku możliwość ich istnienia potwierdziła ostatecznie ogólna teoria względności, przez dłu- gie lata brakowało kandydatek do obserwacji.

Dziś znamy już wiele czarnych dziur, a i tak astronomowie nie wiedzą jeszcze o nich wszystkiego. W ostatnich latach pojawiło się wiele nowych informacji o oddziaływaniu dziur z otaczającą materią oraz kolejne zagadki. Większość z nich wiąże się z błyskami gamma - niezwykle energetycznymi eksplozjami, podczas których niemal na pewno powstają te supergęste obiekty. Ale droga do potwierdzenia tego faktu nie była prosta.

Dziury ściśle tajne

Gdy w końcu lat 60. amerykańskie wojskowe satelity Vela zarejestrowały silne błyski wysokoenergetycznego promie- niowania gamma, dane te utajniono na kilka lat. Nic dziwnego - zadaniem satelitów było wykrywanie błysków pochodzących z nielegalnie przeprowadzanych wybuchów jądrowych. Gdy udało się ustalić, że tajemnicze eksplozje nie dochodzą z obszarów Związku Radzieckiego, lecz z kosmosu, do ich analizy zasiedli astronomowie. Wkrótce udało się im ustalić, że błyski przeszywają okolice Ziemi średnio raz na dobę. Skąd jednak pochodzą?

Każdy błysk pojawiał się w innym miejscu nieba, a ich dokładną lokalizację uniemożliwiała bardzo mała rozdzielczość obserwatoriów promieniowania gamma. Wreszcie w 1997 roku kolejnemu satelicie, BeppoSax, udało się zaob- serwować stowarzyszoną z błyskiem emisję na falach rentgenowskich, a wkrótce później odnaleziono też towa- rzyszące mu źródło optyczne - okazała się nim bardzo odległa galaktyka.

Odległość od źródła błysku była tak duża, że wstępne oceny jego jasności sugerowały, że wyświecił on kilkaset razy więcej energii niż Słońce emituje w ciągu całego życia. Te szokujące wielkości nieco zmalały, kiedy okazało się, że energia błysków jest niemal na pewno wysyłana nie tyle równomiernie we wszystkich kierunkach, ile w bardzo wąskich strugach. Ciągle jednak szacowana na podstawie kolejnych obserwacji energia wyświecana przez tajemnicze źródła jest porównywalna z tą, którą można by uzyskać, anihilując masę kilkusetkrotnie większą od masy Ziemi. Jakie obiekty mogą produkować tak olbrzymie ilości promieniowania?

Długie i krótkie

Zanim podjęto próby odpowiedzi na to zasadnicze pytanie, badania błysków ujawniły, że można je podzielić na dwie - wydawałoby się odrębne - kategorie: długie, trwające powyżej dwóch sekund, oraz krótsze i mniej energetyczne, trwające czasem zaledwie ich ułamki. Obserwacje macierzystych galaktyk błysków wykazały, że błyski długie pochodzą przede wszystkim z galaktyk, w których wciąż tworzą się nowe gwiazdy, krótkie natomiast częściej z galaktyk pełnych starych, kończących życie gwiazd. Obecnie przypuszczamy, że długie błyski powstają podczas wybuchów hipernowych - gwiazd o masie co najmniej 40-krotnie przewyższającej masę Słońca.

Hipotezę wybuchu hipernowej, wysuniętą początkowo przez polskiego astrofizyka Bohdana Paczyńskiego pracu- jącego w Princeton, potwierdza fakt, że części długich błysków towarzyszyły poświaty pochodzące od potężnych supernowych. Jak się wydaje, w trakcie wybuchu bardzo szybko wirującej gigantycznej gwiazdy jej jądro się zapada, tworząc czarną dziurę, a materia z otoczki tworzy wciągany do jej środka dysk. Części materii udaje się jednak wydostać wzdłuż osi rotacji gwiazd i tworzy ona strugi emitujące promieniowanie gamma.

Trudniej przyszło wyjaśnić pochodzenie błysków krótkich. Do wstępnego rozwiązania tej zagadki przyczyniły się obserwacje, które wykazały, że są to eksplozje bardziej lokalne - dochodzące ze stosunkowo bliskich galaktyk - i blisko stukrotnie słabsze od błysków długich. Wszystko wskazuje na to, że podczas błysków krótkich obserwujemy proces zderzenia dwóch gwiazd neutronowych.