Záblesky gamma záření

Otázky kladl Pavel Vachtl

PV: Co si mame predstavit z hlediska pozorovatele pod pojmem "Zableskovy zdroj gamma zareni"? (jak caste jsou tyto zablesky, jaka je jejich intenzita, trvani, rozlozeni na obloze)

JG: Zableskove zdroje zareni gama objevili v r. 1973 americti fyzikove R. Klebesadel aj. na zaklade analyzy udaju z vojenskych druzic typu Vela. Ty byly vypousteny v parech na kruhove obezne drahy o polomeru kolem 100 000 km a zaznamenavaly mekke zareni gama po cele obloze s cilem overit, zda nuklearni mocnosti dodrzuji tehdy jiz uzavrenou smlouvu o zakazu zkousek nuklearnich zbrani za hranici zemske atmosfery. Vedelo se, ze takove vybuchy jsou totiz nutne doprovazeny zableskem zareni gama, ktere se neda odstinit a tudiz ani utajit.

Zmineni autori brzy prokazali, ze pozorovane zablesky prichazeji z kosmu a velmoci za to nemohou. Ukazalo se, ze jde o velmi tajemny astronomicky ukaz s temito podivuhodnymi vlastnostmi:

1. Vzplanuti ma velmi rychly nabeh, kratsi nez sekundu, ostre maximum o trvani zlomku sekundy a nasledny vetsinou exponencialni pokles, pripadne preruseny sekundarnimi maximy o trvani nanejvys stovky sekund.
2. Vzplanuti se soubezne neprojevuje v zadnem jinem oboru spektra.
3. Vzplanuti se nikdy neopakuje na temze miste oblohy. Citlive kosmicke aparatury poslednich let zaznamenavaji v prumeru jedno vzplanuti gama denne.
4. V energetickem spektru vzplanuti gama vetsinou nejsou videt zadne spektralni cary, takze neni mozne urcit pripadnou radialni rychlost zdroje vuci nam.
5. Nedari se ani archivni identifikace, tj. v danem miste oblohy nebylo pozorovano nic napadneho v optickem popripade radiovem oboru spektra v poslednim padesatileti az stoleti.
6. Rozlozeni vzplanuti po obloze je zcela rovnomerne (izotropni), coz prakticky znamena, ze zdroje zablesku se bud nachazeji na periferii slunecni soustavy, anebo v kosmologickych vzdalenostech. Relativne slabych zdroju zablesku je vsak mene, nez by odpovidalo homogenni populaci, tj. patrne zde pozorujeme silny vyvojovy efekt.
7. Jelikoz se nedari identifikace s zadnymi typy znamych kosmickych objektu, nelze ani orientacne stanovit, jak jsou zdroje zablesku od nas daleko. Navic nevime, zda zdroje jsou izotropni zarice, anebo zda nevysilaji zareni jen v uzkych svazcich. Proto take nezname ani radove jejich zarive vykony.

PV: Jak dlouho je pozorujeme (a cim)?

JG: Po objevu Klebesadela aj. se ukazalo, ze aparatury na vojenskych druzicich zaznamenavaly zablesky gama jiz od r. 1967. S ohledem na charakter zareni lze vzplanuti gama zaznamenavat vyhradne za hranici zemske atmosfery, tj. z druzic a kosmickych sond. Velkou prukopnickou praci v tomto smeru vykonaly sondy Pioneer Venus Orbiter, Ulysses a jiz zminene vojenske druzice Vela. Charakter mekkeho zareni gama neumoznuje totiz zobrazovani, takze poloha zdroju na obloze se urcuje oklikou, tzv. kosmickou triangulaci. To znamena, ze porovname okamziky prichodu signalu na navzajem dostatecne vzdalene sondy a druzice. Pokud je vzplanuti nezavisle zaznamenano alespon ctyrmi aparaturami v ruznych mistech slunecni soustavy, lze tak stanovit tzv. chybovou plosku, v niz se nutne zdroj musel nachazet. Tyto plosky vsak maji v nejlepsim pripade uhlovy prumer kolem 10 obloukovych minut, takze nasledna identifikace rekneme s optickym ci radiovym zdrojem je obtizna: v takove plosce jsou stovky az tisice potencialnich kandidatu.

Po vypusteni druzice Compton v r. 1991 prevzala klicovou roli v detekci novych vzplanuti gama aparatura BATSE, jez je schopna urcit hrubou polohu zdroju sama. Prave diky vice nez tisicovce pozorovani teto druzice nyni bezpecne vime, ze rozlozeni zdroju zareni gama po obloze je dokonale izotropni.

PV: Jake jsou nyni nejpravdepodobnejsi hypotezy, ktere vysvetluji tyto giganticke exploze?

JG: Tech domnenek jsou snad dve stovky, ale v zasade se deli na tri skupiny:

1. Zdroje vzplanuti se naleza na okraji slunecni soustavy. Muze jit o srazku kometarnich jader s antihmotou nebo s cernou minidirou apod.
2. Zdroje vzplanuti se nalezaji na periferii Galaxie ve vzdalenosti radu 100 kpc (tzv. galakticke halo). Fyzikalne jde o ukazy, tykajici se neutronovych hvezd.
3. Zdroje vzplanuti lezi hluboko v extragalaktickem vesmiru, ve vzdalenosti radu gigaparseku. Fyzikalni povaha je neznama.

PV: Vime uz, jak jsou nektere konkretni GRB daleko a s jakymi objekty ve viditelnem spektru souviseji?

JG: Nekolik malo dodatecnych identifikaci, na nichz se vyznamne podilela take skupina dr. Reneho Hudce z Astronomickeho ustavu AV CR v Ondrejove, nasvedcuje tomu, ze alespon nektere zdroje vzplanuti gama se nachazeji pobliz vzdalenych galaxii ci kvasaru. Toto mineni vyznamne posilily objevy z unora az zari tohoto roku, kdy do vyzkumu zasahla nova italsko-holandska druzice BeppoSAX, ktera jeste lepe nez BATSE dokaze sama urcit polohu zdroje vzplanuti gama a hlavne umi prislusne zorne pole s malym zpozdenim nekolika desitek minut sledovat v pasmu rentgenoveho zareni. Tak se podarilo jednoznacne potvrdit souvislost vzplanuti gama s prechodnym zdrojem rentgenoveho zareni. Pro rentgenovy zdroje lze z technickych duvodu urcit polohu na obloze dosti presne, coz opet usnadnuje naslednou optickou identifikaci.

Opticka identifikace se jiz alespon ve dvou pripadech opravdu zdarila zasluhou obrich pozemnich dalekohledu i Hubblova kosmickeho teleskopu. Z techto mereni vyplyva, ze temer urcite jsou spravne domnenky typu C], tj. vzdalenost zdroju vzplanuti cini 5 - 8 miliard svetelnych let. Je temer jiste, ze objekt lze popsat jako relativisticky se rozpinajici ohnivou kouli o extremne vysoke teplote, ale dosud nikdo nema poneti, co vede ke vzniku teto ohnive koule. Nejnoveji Hubbluv kosmicky teleskop potvrdil, ze zdroj vzplanuti z 28. unora 1997 se naleza na periferii vzdalene galaxie, coz zlepsuje vyhlidky domnenky, ze fakticky jde o srazky dvou neutronovych hvezd v halu velmi vzdalenych galaxii.

PV: Znamena tento revolucni objev neco duleziteho pro fyziku ci kosmologii? Ci pro nase postaveni ve vesmiru ?

JG: Ano; pokud se objev potvrdi, je to epochalni udalost, nebot to automaticky znamena, ze jde o dosud nejvetsi energeticke ukazy ve vesmiru (zarivy vykon zableskoveho zdroje prekonava v maximu uhrnny zarivy vykon vsech galaxii v pozorovatelnem vesmiru!), navic vznikajici v nesmirne malem objemu, srovnatelnem s rozmery Zeme ci jeste mensim. Tusim, ze fyzika bude mit znacne potize takovou absurdni kombinaci vykonu a rozmeru kloudne vysvetlit - udivuje i vysoka cetnost techto ukazu v pozorovanem vesmiru.

Take pro nase postaveni ve vesmiru to ma primo fatalni dopad. Jestlize se takove giganticke vybuchy vyskytuji tak casto v cizich galaxiich, drive nebo pozdeji se neco takoveho odehraje i v nasi Galaxii, a to muze predstavovat smrtelne ohrozeni civilizace na Zemi. Nicmene fakt, ze zivot na Zemi dosud je, po nejakych 4 miliardach let po svem vzniku, naznacuje, ze to s tim zanikem nebude tak horke.

RNDr. Jiri GRYGAR, CSc.

22. ledna 1998

Počet návštěv -

Zpět na ASTRO