B"yski gamma
Zagadka najpot�Żniejszych wybuchów
we WszechĘwiecie jest bliska rozwiązania
Gerald J. Fishman i Dieter H. Hartmann
niej wi�cej trzy razy dziennie si� wyznaczy� jego pozycj� z dok"adno- kątkach obserwowalnej przestrzeni.
nasze niebo rozĘwietlają po- Ęcią do jednej minuty "uku. Znaczy"oby to, Że b"yski gamma zwią-
Mt�Żne b"yski promieni gam- Nigdy dotychczas nie zlokalizowano zane są z najsilniejszymi wybuchami
ma, niedostrzegalne ludzkim wzrokiem, b"ysku gamma tak szybko i na dodatek we WszechĘwiecie.
jednakŻe wykrywalne przez instrumen- z tak duŻą dok"adnoĘcią, umoŻliwiają-
ty astronomiczne. Łród"a tego promie- cą poszukiwania pot�Żnym teleskopom Nie spe"nione oczekiwania
niowania prawdopodobnie w ciągu se- optycznym o polu widzenia wielkoĘci
kund lub minut wyĘwiecają wi�cej paru sekund "uku. Na Wyspach Kana- Dla naukowców badających b"yski
energii niŻ S"ołce w 10 mld lat, a wi�c ryjskich grupa astronomów pod kierow- gamma to odkrycie jest przys"owiowym
w czasie ca"ego swojego Życia. Pytania: nictwem Jana van Paradijsa z Uniwer- otarciem "ez po dwóch niedawnych
Gdzie znajdują si� ęród"a tych b"ysków?, sytetu w Amsterdamie i University of poraŻkach. W listopadzie 1996 High
W jaki sposób zgromadzi� tak ogrom- Alabama w Huntsville dowiedzia"a si� Energy Transient Explorer (HETE), sa-
ną energi�? są zagadką, którą astrono- o tym odkryciu pocztą elektroniczną. telita wyposaŻony w instrumenty do
mowie próbują rozwiąza� juŻ od 30 lat. W tym czasie prowadzili oni obserwa- bardzo dok"adnej lokalizacji b"ysków
Zjawiska te stanowią jednak trudny cje miejsc pochodzenia innych b"ysków gamma, nie oddzieli" si� od rakiety, któ-
orzech do zgryzienia. B"yski pojawiają za pomocą 4.2-metrowego teleskopu ra wynios"a go na orbit�. Wkrótce po-
si� na niebie nieoczekiwanie i znikają, im. Williama Herschela. Zrobili oni tem w grudniu 1996 rosyjska sonda
nie pozostawiając jak dotąd Żadnych zdj�cie obszaru nieba, skąd pochodzi" Mars 96 wyposaŻona w kilka detekto-
wykrywalnych Ęladów. GRB 970228 zaledwie w 21 godzin po sa- rów promieni gamma spad"a do Pacyfi-
Poszcz�Ęci"o si� nam 28 lutego br. mym b"ysku. Osiem dni póęniej powtó- ku po awarii rakiety noĘnej. Te misje
Jeden z takich b"ysków, trwający oko"o rzyli obserwacj� i zauwaŻyli, Że jedna stanowi"y cz�Ę� kampanii poszukującej
80 s, zosta" wykryty przez w"osko-ho- plamka znikn�"a w porównaniu z po- ęróde" b"ysków gamma. SpoĘród no-
lenderskiego satelit� Beppo-SAX. Moni- przednią fotografią [ilustracja na stronie 39]. wych satelitów wyposaŻonych w in-
tor promieni gamma ustali" z dok"ad- Ale na tym nie koniec. 13 marca New strumenty do detekcji promieni gamma
noĘcią do kilku minut "uku miejsce na Technology Telescope (NTT) w La Silla uda" si� jedynie Beppo-SAX (ekspery-
niebie, gdzie pojawi" si� ów b"ysk (na- w Chile przeprowadzi" d"ugą obserwa- mentem tym kierują Luigi Piro, Enrico
zwany po prostu GRB 970228) w kon- cj� tejŻe plamki i znalaz" rozciąg"ą, nie- Costa i John Heise), którego start nastą-
stelacji Oriona mniej wi�cej w po"owie regularną chmurk�. Kosmiczny Teleskop pi" 20 kwietnia 1996.
odleg"oĘci pomi�dzy gwiazdami Alpha Hubble a pokaza" zaĘ, Że sk"ada si� ona
Tauri i Gamma Orionis. W ciągu oĘmiu z jasnego ęród"a punktowego na tle nie-
B�YSK PROMIENIOWANIA z g"�bin ko-
godzin obs"uga satelity w Rzymie ob- co wyd"uŻonej otoczki. Wielu naukow- smosu pada na Ziemi� i na detektory sate-
lity Beppo-SAX. Mimo jego wielkiego na-
róci"a go tak, Że moŻna by"o obserwo- ców sądzi, Że jest to galaktyka, lecz w
t�Żenia nie moŻna go zobaczy�, poniewaŻ
wa� ten sam obszar nieba teleskopem czasie pisania tego artyku"u obiekt nie
jest zbyt wysokiej cz�stotliwoĘci. Teleskopy
rentgenowskim. Wykryto tam gasnące zosta" jeszcze zidentyfikowany.
skierowane w miejsce niedawnego b"y-
ęród"o promieni rentgenowskich (fal JeĘli by"aby to rzeczywiĘcie galaktyka,
sku GRB 970228 wykry"y poĘwiat� w za-
elektromagnetycznych o energii nieco jak wymagają bieŻące teorie, musia"a-
kresie widzialnym, która utrzymywa"a
niŻszej niŻ promienie gamma) i uda"o by si� znajdowa� w najdalszych za- si� na niebie przez kilka tygodni.
36 �WIAT NAUKI Wrzesieł 1997
ALFRED T. KAMAJIAN
B"yski gamma zosta"y odkryte przy- b"yski znajdują si� w odleg"oĘci zale- W kwietniu 1991 roku prom kosmicz-
padkowo w kołcu lat szeĘ�dziesiątych dwie stu, czy teŻ kilku miliardów lat ny Atlantis wyniós" na orbit� Compton
przez satelity serii Vela amerykałskie- Ęwietlnych. W konsekwencji moŻna by- Gamma Ray Observatory, na pok"adzie
go Departamentu Obrony. Mia"y one za "o tylko zgadywa�, jak duŻa energia jest którego znajdowa" si� Burst and Tran-
zadanie wykry� radzieckie tajne wybu- z nimi związana. sient Source Experiment (BATSE). JuŻ
chy nuklearne w przestrzeni kosmicz- W po"owie lat osiemdziesiątych na- po roku BATSE rozczarowa" wszystkich
nej by� moŻe nawet ukryte po drugiej ukowcy byli zgodni, Że b"yski gamma oczekujących na szybkie rozwiązanie
stronie Ksi�Życa. Znalaz"y jednak b"y- pochodzą z niedalekich gwiazd neutro- zagadki. Rozk"ad b"ysków gamma na
ski promieniowania pochodzenia poza- nowych w naszej Galaktyce. Teorety- niebie nie pokrywa" si� z Drogą Mlecz-
ziemskiego. Po kilku latach analiz da- ków zaintrygowa"y zw"aszcza ciemne ną ani teŻ b"yski nie by"y związane z
nych, w 1973 roku, naukowcy doszli do linie w widmach (widmo to promienio- bliskimi galaktykami lub grupami ga-
wniosku, Że odkryli nowe zjawisko. wanie roz"oŻone na poszczególne d"ugo- laktyk. W zamian za to by"y one roz-
Wkrótce detektory umieszczone na Ęci fali, jak np. Ęwiat"o widzialne roz- mieszczone izotropowo, to znaczy po
innych statkach kosmicznych potwier- szczepione przez pryzmat) niektórych równo z kaŻdego kierunku na niebie.
dzi"y istnienie takich b"ysków. Te wst�p- b"ysków wskazujących na obecnoĘ� sil- Teoretycy napr�dce dostosowali do te-
ne obserwacje pociągn�"y za sobą lawi- nych pól magnetycznych. Postulowa- go model galaktyczny: teraz b"yski mia-
n� spekulacji na temat pochodzenia no, Że promienie gamma produkowa- "y pochodzi� z wielkiego sferycznego
b"ysków gamma; brano pod uwag� ne są przez elektrony rozp�dzane do halo wokó" naszej Galaktyki.
czarne dziury, supernowe czy teŻ g�ste pr�dkoĘci relatywistycznych, kiedy li- Jedyny problem takiej hipotezy pole-
i ciemne pozosta"oĘci gwiazdowe zwa- nie pola magnetycznego gwiazdy neu- ga na tym, Że Ziemia leŻy na peryferiach
ne gwiazdami neutronowymi. Zarów- tronowej si� "ączą. Podobne zjawisko, naszej Galaktyki, mniej wi�cej 30 000 lat
no wtedy, jak i teraz istnia"o wiele zna- cho� na mniejszą skal�, prowadzi do Ęwietlnych od jej centrum. JeŻeli znaleę-
ków zapytania. Nikt nie wiedzia", czy turbulencji s"onecznych. libyĘmy si� w pobliŻu Ęrodka galaktycz-
ALFRED T. KAMAJIAN
KRZYWA BLASKU B�YSKU GRB 970228,
Cecha charakterystyczna b"ysków,
40
zmierzona przez satelity Ulysses i Bep-
która najbardziej utrudnia ich wyja-
ULYSSES
po SAX, charakteryzuje si� krótkim i ja-
(DETEKTOR ENERGII
Ęnienie, to wielka róŻnorodnoĘ�. B"ysk
30
snym pulsem promieni gamma.
W ZAKRESIE 20 145 keV)
moŻe trwa� od 30 ms do prawie 1000 s;
20 w jednym przypadku trwa" nawet
gicznych, czyli mniej wi�cej 3 10 mld lat 1.6 godz. Jedne b"yski odznaczają si�
10 Ęwietlnych. Na takich odleg"oĘciach b"y- krótkimi pulsami, pomi�dzy którymi
ski powinny wykazywa� efekty związa- nie stwierdza si� Żadnej wykrywalnej
0 ne z rozszerzaniem WszechĘwiata. Bar- emisji, natomiast inne mają g"adkie
dzo odleg"e galaktyki oddalają si� od nas krzywe blasku. Równie skomplikowane
10
z duŻymi pr�dkoĘciami; wiemy o tym, są ich widma, w gruncie rzeczy kolory,
160 poniewaŻ wysy"ane przez nie Ęwiat"o cho� niewidoczne dla oka. Wi�kszoĘ�
BEPPO-SAX przesuni�te jest ku czerwieni, czyli ku energii w b"ysku zawarta jest w widmie
(DETEKTOR ENERGII
niŻszym cz�stotliwoĘciom. Podobnie b"y- pomi�dzy stoma tysiącami a milionem
120
W ZAKRESIE 40 600 keV)
ski gamma powinny pokaza� przesuni�- elektronowoltów, co wskazuje, Że ma-
cie ku czerwieni, a takŻe wyd"uŻenie cza- my do czynienia z bardzo gorącym ęró-
80
su ich trwania. d"em. (Fotony w zakresie optycznym,
Niestety, BATSE nie dostrzeg" w wid- g"ównie emitowane przez S"ołce, mają
40
mach b"ysków gamma jasnych lub ciem- energi� kilku elektronowoltów.) Nie-
nych linii odpowiadających poszczegól- które b"yski ewoluują z czasem ku niŻ-
0
nym pierwiastkom. (Nie stwierdzi" teŻ szym cz�stotliwoĘciom, jak w promie-
ciemnych linii znalezionych przez wcze- niach rentgenowskich. Mimo Że taki
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ęniejsze satelity.) W kwietniu astrono- ogon rentgenowski niesie ma"o energii,
CZAS (SEKUNDY)
mowie uzyskali widmo poĘwiaty po to jednak zawiera bardzo duŻo fotonów.
GRB 970228 za pomocą Teleskopu Ke- JeŻeli b"yski pochodzą z odleg"oĘci
nego halo, musia"oby ono mie� ogrom- cka na Hawajach. Jest ono g"adkie, sto- kosmologicznych, to ich energia musi
ne rozmiary jego promieł wynosi"by sunkowo czerwone i nie zawiera Żad- wynosi� oko"o 1051 ergów. (Potrzeba
co najmniej 600 000 lat Ęwietlnych. Gdy- nych charakterystycznych linii. Jed- oko"o 1000 ergów, aby podnieĘ� jeden
by tak by"o, to wówczas halo Androme- nakŻe Jay Norris z NASA Goddard gram na wysokoĘ� jednego centymetra.)
dy naszej sąsiedniej galaktyki by"o- Space Flight Center i Robert Mallozzi Taka energia musi by� wyemitowana
by równie rozciąg"e i powinno pojawi� z University of Alabama w Huntsville w ciągu nie wi�cej niŻ kilku sekund
si� w rozk"adzie b"ysków na niebie. Jed- przeprowadzili analiz� statystyczną ob-
nakŻe tak si� nie sta"o. (W specjalnych serwowanych b"ysków, z której wy-
ZDJóCIE PO�WIATY B�YSKU w promie-
modelach, w których b"yski są skolimo- nika, Że najs"absze, a jednoczeĘnie naj-
niach rentgenowskich wykonane przez Bep-
wane w kierunku ruchu gwiazd neu- dalsze b"yski wykazują zarówno prze-
po-SAX 28 lutego br. (z lewej) pomog"o zlo-
tronowych, ten problem nie istnieje.) suni�cie ku czerwieni, jak i trwają d"u-
kalizowa� go z dok"adnoĘcią do paru minut
Ta jednorodnoĘ� (izotropia) przeko- Żej niŻ jasne, czyli bliskie, b"yski. Istnie-
"uku, co pozwoli"o na poszukiwania za po-
na"a wi�kszoĘ� astrofizyków, Że b"yski ją jednak inne (kontrowersyjne) wyja- mocą teleskopów naziemnych. Łród"o by-
dochodzą do nas z odleg"oĘci kosmolo- Ęnienia tych analiz. "o znacznie s"absze 3 marca (z prawej).
+12�00'
N
+11�54'
E
+11�48'
+11�42'
+11�36'
5h02m09s 5h01m15s 5h02m09s 5h01m15s
38 �WIAT NAUKI Wrzesieł 1997
ZLICZENIA
ZLICZENIA
Za zgodą KEVINA HURLEYA
University of California w Berkeley; Space Sciences Lab
BEPPO-SAX SCIENCE DATA CENTER
ZDJóCIA OPTYCZNE obszaru b"ysku wy- Dar z Izraelskiego Instytutu Technolo-
konane przez teleskop im. Williama Her-
gicznego w Hajfie zaproponowali model
schela na Wyspach Kanaryjskich 28 lutego
z kulą ogniową o nieznanym pochodze-
(u góry) i 8 marca (na dole). Jednego z punk-
niu, ale zawierającą metale ci�Żkie. Go-
ŁRÓD�O OPTYCZNE
cików widocznego na górnym zdj�ciu nie
rące jony Żelaza lub niklu mog"yby wy-
ma na dolnym.
emitowa� wówczas promienie gamma
w wyniku oddzia"ywania ze Ęwiat"em
tworząc fotony. Niestety, taki proces jest pobliskich gwiazd. Symulacje pokaza-
bardzo ma"o wydajny i symulacje "y, Że krzywe blasku takich b"ysków są
Ęwiadczą, Że nie powstaje w ten sposób bardzo podobne do obserwowanych,
wystarczająca iloĘ� fotonów. jednakŻe istnienie kuli ogniowej z"oŻo-
Sytuacja si� pogarsza, jeĘli w kuli nej z metali ci�Żkich wydaje si� ma"o
ognistej znajdzie si� za duŻo ci�Żkich prawdopodobne.
cząstek, takich jak protony, poniewaŻ Kolejny popularny model wykorzy-
zmniejsza to energi� promieni gamma. stuje pot�Żne pola magnetyczne przy-
NaleŻy oczekiwa� takiego zanieczysz- pominające ogromne dynama, które na-
ŁRÓD�O OPTYCZNE
czenia protonami, poniewaŻ w wyniku p�dzają Ęrodki galaktyk. Teoretycy
kolizji gwiazd neutronowych wydzie- postulują, Że kolizja dwóch gwiazd do-
la si� multum cząstek. Ca"a energia wolnego typu da"aby nie kul� ognistą,
jest zamieniana na energi� kinetyczną lecz czarną dziur� otoczoną grubym wi-
protonów i niewiele pozostaje na pro- rującym dyskiem z pozosta"oĘci gwiaz-
N
mieniowanie. WyjĘcie z tego dylematu dowych. Taki dysk istnia"by bardzo
zaproponowali Peter M�sz�ros z Penn- krótko, ale pola magnetyczne by"yby
E
sylvania State University i Martin w nim ogromne, nawet 1015 razy wyŻsze
J. Rees z University of Cambridge. Roz- niŻ ziemskie. W podobny sposób jak
w bardzo ma"ej obj�toĘci oko"o kilku- szerzająca si� kula ognista w gruncie w zwyk"ym dynamie pole to zamienia-
dziesi�ciu kilometrów. Wydaje si�, Że rzeczy gorące protony uderza w są- "oby energi� rotacji w dwa wyp"ywy
mamy do czynienia z kulą ogniową. siadujące gazy, tworząc fal� uderzenio- wzd"uŻ osi rotacji.
wą, a elektrony przyspieszane przez po- We wn�trzach takich wyp"ywów (ob-
Kosmiczna katastrofa la elektromagnetyczne w takiej fali szarach najbliŻszych osi obrotu) nie by-
emitują promienie gamma. "oby protonów. Relatywistyczne elektro-
Jak moŻna wyobrazi� sobie okolicz- PowyŻszy scenariusz moŻe zawiera� ny mog"yby wi�c wytworzy� skupione,
noĘci, w których powstaje odpowiednio urozmaicenia: tzw. wewn�trzne fale intensywne pulsy promieni gamma. Mi-
energetyczna kula ognista? Wi�kszoĘ� uderzeniowe, które pojawiają si�, gdy mo Że jest jeszcze wiele szczegó"ów do
teoretyków opowiada si� za scenariu- poszczególne fragmenty kuli ognistej rozpracowania, wi�kszoĘ� modeli wska-
szem, w którym kolapsuje uk"ad podwój- zderzają si� ze sobą z pr�dkoĘciami re- zuje na to, Że zderzenia gwiazd są na
ny gwiazd neutronowych [patrz: Tsvi Pi- latywistycznymi, wytwarzając promie- pierwszym miejscu w kolejce do wyja-
ran, Podwójne gwiazdy neutronowe ; nie gamma. Oba modele przewidują, Że Ęnienia b"ysków gamma.
�wiat Nauki, lipiec 1995]. W takich uk"a- po b"ysku nastąpi d"uga poĘwiata w B"yski gamma są tematem oko"o 2500
dach energia wiązania wydzielana jest promieniach rentgenowskich i w Ęwie- artyku"ów naukowych; mniej wi�cej jed-
w postaci promieniowania grawitacyj- tle widzialnym. W szczególnoĘci Mario
nego. W rezultacie gwiazdy poruszają Vietri z Obserwatorium Astronomicz-
si� po spiralach i w kołcu "ączą si�, two- nego w Rzymie przewidzia" wykrywal-
rząc czarną dziur�. Teoretycznie ocenia ną poĘwiat� w promieniach rentgenow-
si�, Że wydarzenie takie w typowej ga- skich trwającą miesiąc po b"ysku, a takŻe
laktyce nast�puje mniej wi�cej raz na od stwierdzi", Że taka poĘwiata si� nie po-
dziesi�ciu do stu milionów lat. W prze- jawia, jeĘli b"yski pochodzą z galaktycz-
strzeni obserwowanej przez BATSE znaj- nego halo. GRB 970228 potwierdzi" te
duje si� oko"o 10 mld galaktyk; daje to przewidywania. JednakŻe nadal pozo-
mniej wi�cej 1000 b"ysków rocznie na stają nie wyjaĘnione pewne problemy:
niebie, co zgadza si� z obserwacjami. kolizja obiektów w uk"adzie podwój-
W innych wariantach tego scenariu- nym nast�puje tylko raz, co nie t"uma-
sza gwiazda neutronowa, zwyk"a gwia- czy niektórych d"ugich b"ysków. Na
zda lub teŻ bia"y karze" zderza si� z czar- przyk"ad w zesz"ym roku BATSE zaob-
ną dziurą. Szczegó"y takich kolizji są serwowa" b"ysk trwający 1100 s, który
przedmiotem intensywnych badał. Nie- na dodatek prawdopodobnie powtórzy"
mniej jednak teoretycy są zgodni, Że za- si� po dwóch dniach.
nim dwie gwiazdy neutronowe utwo- Istnieją teŻ inne sposoby uzyskania
rzą czarną dziur�, wydzielą energi� promieni gamma. Nir Shaviv i Arnon
wielkoĘci aŻ 1053 ergów. Energia ta emi-
towana jest w postaci neutrin i antyneu-
G�óBOKIE ZDJóCIE optycznej poĘwiaty
trin, które jakoĘ muszą wyprodukowa�
po GRB 970228 wykonane przez Kosmicz-
promienie gamma. Wymaga to "ałcu-
ny Teleskop Hubble a. PoĘwiata (blisko Ęrod-
cha reakcji; neutrina zderzają si� z an-
ka górnego zdj�cia), ma w tle s"abą wyd"u-
tyneutrinami, tworząc pary elektrono-
Żoną chmurk�, b�dącą by� moŻe galakty-
wo-pozytonowe, te z kolei anihilują, ką, w której wydarzy" si� b"ysk.
�WIAT NAUKI Wrzesieł 1997 39
PAUL GROOT, TITUS GALAMA i JAN VAN PARADIJS,
Uniwersytet w Amsterdamie
SPACE TELESCOPE SCIENCE INSTITUTE
+90�
+180� 180�
90�
ROZK�AD B�YSKÓW GAMMA NA NIEBIE zmierzony przez Burst and Transient Source Experiment (BATSE) nie wykazuje ko-
relacji z Drogą Mleczną (linia pozioma wzd"uŻ równika). BATSE znajduje si� na pok"adzie Compton Gamma Ray Observatory, tu pokaza-
nym podczas umieszczania na orbicie (na zdj�ciu z prawej).
na publikacja przypada na kaŻdy zare- Potrzebne są obserwacje innego ro- Ulysses i Wind (BATSE w tym czasie by"
jestrowany b"ysk. Ich krótkotrwa"oĘ� dzaju promieniowania w czasie b"y- przes"oni�ty Ziemią). Procedura jest nie-
utrudnia prowadzenie obserwacji wie- sków, aby dok"adniej okreĘli� ich po- stety powolna, trwa w najlepszym ra-
loma instrumentami, a znikomo� da- chodzenie. Jeszcze lepiej by"oby ziden- zie 8 godzin.
nych obserwacyjnych prowadzi zwykle tyfikowa� samo ęród"o. Do czasu przy- Czas jest na wag� z"ota, jeĘli mamy
do mnogoĘci teorii. padkowej obserwacji GRB 970228, któ- skierowa� róŻne teleskopy na b"ysk
JeĘli któryĘ z satelitów zaobserwo- rego poĘwiata trwa"a wystarczająco d"u- w czasie jego trwania. Scott Barthelmy
wa"by soczewkowany b"ysk, to wów- go, aby móc ją zobaczy�, takie iden- z Universities Space Research Associa-
czas wiedzielibyĘmy, Że b"yski wyst�- tyfikacje by"y bardzo niepewne. W ce- tion w NASA Goddard Space Flight
pują na odleg"oĘciach kosmologicznych. lu znalezienia kolejnego ęród"a trzeba Center utworzy" system zwany BACO-
Mog"oby to si� wydarzy�, gdyby jakaĘ b�dzie bardzo dok"adnie i szybko loka- DINE (BAtse COordinates DIstribution
galaktyka lub inne masywne cia"o sta"o lizowa� b"yski. NEtwork), by przekazywa� dane o po-
si� soczewką grawitacyjną i zakrzywi"o zycjach b"ysków z BATSE do telesko-
promienie gamma z b"ysku. JeĘli Ęwia- W oczekiwaniu na b"yski pów naziemnych w ciągu kilku sekund.
t"o z odleg"ej gwiazdy jest ogniskowane BATSE to system oĘmiu detektorów
w ten sposób, to widzimy jej wiele obra- JuŻ od wczesnych lat siedemdziesią- promieni gamma umieszczonych na
zów u"oŻonych w postaci "uków wokó" tych Kevin Hurley z University of Cali- oĘmiu rogach satelity Compton i skiero-
soczewki. Istniejące obecnie detektory fornia w Berkeley i Thomas Cline z NA- wanych w róŻne strony. Porównując na-
nie są w stanie zlokalizowa� kierunku SA Goddard Space Flight Center pracują t�Żenie promieniowania w tych detekto-
pochodzenia promieni gamma z tak du- nad utrzymaniem mi�dzyplanetarnej rach, moŻna uzyska� pozycj� b"ysku
Żą dok"adnoĘcią. sieci instrumentów gamma. Starają si� z dok"adnoĘcią do paru stopni w ciągu
Ponadto b"yski to nie sta"e ęród"a oni zainstalowa� detektor promieni gam- kilku sekund. Bardzo cz�sto BACODI-
Ęwiat"a jak gwiazdy. Soczewkowany ma na pok"adzie kaŻdego satelity, jeĘli NE potrafi zlokalizowa� b"ysk jeszcze
b"ysk dostrzeglibyĘmy jako dwa b"yski jest to tylko moŻliwe, lub teŻ wysy"a� w czasie jego trwania. Pozycja b"ysku jest
z tego samego miejsca na niebie, o iden- wyspecjalizowane sondy. Ich pomys" przekazywana przez Internet do kilku-
tycznych widmach i krzywych blasku, polega na tym, aby uzyska� pozycj� dziesi�ciu oĘrodków na ca"ej kuli ziem-
ale o róŻnych nat�Żeniach i w róŻnych z dok"adnoĘcią do sekund "uku po- skiej. W pi�� sekund póęniej automatycz-
odst�pach czasu. RóŻnica w czasie de- przez porównanie czasu przybycia b"y- ne teleskopy w Lawrence Livermore
tekcji by"aby związana z róŻnicą d"ugo- sku do satelitów znajdujących si� w National Laboratory przekr�cają si�
Ęci dróg optycznych przez soczewk� dla znacznych odleg"oĘciach od siebie. Z ro- w kierunku b"ysku.
poszczególnych promieni. ku na rok sie� ta wygląda lepiej lub Niestety, jedynie szybkie, ma"e tele-
gorzej w zaleŻnoĘci od skopy, które nie mogą dostrzec s"abych
liczby satelitów biorą- ęróde", biorą udzia" w tym przedsi�-
cych udzia" w tym pro- wzi�ciu. Na przyk"ad urządzenia z Li-
gramie, a takŻe odleg"o- vermore nie zobaczy"yby poĘwiaty po
Ęci pomi�dzy nimi. W GRB 970228, chyba Że jasnoĘ� optyczna
chwili obecnej jest pi�� zaraz po b"ysku jest duŻo wi�ksza niŻ
instrumentów: BATSE, obserwowana póęniej, jak to sugerują
Beppo-SAX i satelita niektórzy naukowcy. Potrzebne są tele-
wojskowy DMSP, wszy- skopy sto razy czulsze. Takie Ęredniej
stkie krąŻą wokó" Zie- wielkoĘci instrumenty musia"yby by�
mi; Ulysses wysoko po- automatycznie sterowane, aby móc
nad p"aszczyzną Uk"a- szybko skierowa� si� w stron� b"ysku.
du S"onecznego i Wind Musia"yby teŻ mie� moŻliwoĘ� przeszu-
na orbicie s"onecznej. kiwania duŻych obszarów nieba. JeĘli
Do triangulacji b"y- dostrzeg"yby poĘwiat�, to wówczas
AUTOMATYCZNE TELESKOPY na wzgórzu w pobliŻu
sku GRB 970228 uŻyto wielkie teleskopy jak Hubble czy Keck
Lawrence Livermore National Laboratory poszukują b"y-
sków w ciągu sekund od ich zlokalizowania przez BATSE. danych z Beppo-SAX, szuka"yby juŻ samych ęróde".
40 �WIAT NAUKI Wrzesieł 1997
MAX TEGMARK
Institute for Advanced Study, Princeton
NASA
HYE-SOOK PARK
Lawrence Livermore National Laboratory
RÓ�NE INSTRUMENTY, za pomocą któ-
D"uga i s"aba poĘwiata, która nastą- zyków, moŻe dostarczy� Gamma Ray
rych prowadzi si� badania pochodzenia b"y-
pi"a po GRB 970228, wróŻy powodze- Large Area Space Telescope (GLAST), przy-
sków gamma. Satelita Beppo-SAX (z lewej),
nie takiej strategii. Satelita HETE pod gotowywany przez mi�dzynarodową
pokazany tu w czasie montaŻu, ma na swo-
kierownictwem George a Rickera z Mas- grup� naukowców. Fotony o jeszcze
im pok"adzie detektory promieni gamma
sachusetts Institute of Technology zo- wyŻszej energii, aŻ do biliona elektrono-
i rentgenowskich, które odegra"y decydują-
stanie odbudowany i wystrzelony po- woltów, mogą zosta� schwytane przez
cą rol� w lokalizacji ostatnich b"ysków. Te-
nownie w ciągu dwóch lat. TenŻe naziemne teleskopy gamma. Z drugie- leskop im. Williama Herschela na Wyspach
Kanaryjskich sfotografowa" optyczne ęró-
satelita b�dzie móg" zlokalizowa� b"y- go krałca widma mi�kkie promienie
d"o związane z GRB 970228. Wielki uk"ad
ski z dok"adnoĘcią do kilku sekund "u- rentgenowskie o energii do 1 keV są po-
radioteleskopów (Very Large Array) w So-
ku za pomocą detektorów rentgenow- mocne w testowaniu przewidywał mo-
corro (Nowy Meksyk) wykry" fale radiowe
skich. Tak dok"adne pozycje zostaną deli, a przede wszystkim w uzyskiwa-
w poĘwiacie po b"ysku z 8 maja.
przekazane ca"ej sieci teleskopów na- niu dok"adniejszych pozycji. W zakresie
ziemnych, które rozpoczną poszukiwa- 0.1 10 keV istnieje szansa na wykrycie
nia zmiennych obiektów. linii emisyjnych lub absorpcyjnych, któ- RównieŻ wielki uk"ad radiotelesko-
Nie wiemy oczywiĘcie, po jakiej cz�- re wiele wnios"yby do wiedzy o kulach pów (Very Large Array) w Nowym
Ęci b"ysków nast�pują wykrywalne po- ogniowych i ich polach magnetycznych. Meksyku znalaz" 13 maja nie znany
Ęwiaty; GRB 970228 moŻe tu by� wyjąt- Takie linie mogą teŻ nieĘ� informacj� dotąd obiekt w miejscu ęród"a zmien-
kiem. Ponadto nawet w promieniu paru o przesuni�ciu ku czerwieni i, co za tym nego optycznie. Co ciekawe, w wid-
minut "uku znajduje si� mnóstwo s"a- idzie, odleg"oĘci do b"ysków. Czu"e in- mie tego obiektu, które zmierzono
bych obiektów, a to nie u"atwia poszu- strumenty do detekcji mi�kkich promie- 11 maja teleskopem Keck II na Hawa-
kiwał. By"oby wspaniale móc uzyska� ni gamma budowane są w wielu oĘrod- jach, stwierdzono ciemne linie absorp-
bardzo dok"adne pozycje w u"amku se- kach na ca"ym Ęwiecie. cyjne na tle niebieskiego widma ciąg"e-
kundy z samych tylko promieni gam- Kołcząc pisanie tego artyku"u, do- go. Astronomowie z California Institute
ma. Astronomowie zaproponowali no- wiedzieliĘmy si� o niezwyk"ym osią- of Technology zauwaŻyli, Że przesuni�-
we typy instrumentów, które potrafi- gni�ciu. W nocy 8 maja operatorzy Bep- cie tych związanych z absorpcją Żelaza
"yby b"yskawicznie umiejscowi� b"yski po-SAX zlokalizowali 15-sekundowy i magnezu linii wskazuje na odleg"o�
z dok"adnoĘcią do sekund "uku. b"ysk. Wkrótce potem Howard E. Bond rz�du kilku miliardów lat Ęwietlnych.
Istnieje potrzeba obserwacji w rejo- ze Space Telscope Science Institute w JeĘli wynik zostanie potwierdzony
nach o energiach niŻszych i wyŻszych Baltimore sfotografowa" ten obszar nie- w kolejnych szczegó"owych analizach,
niŻ promienie gamma, aby móc jeszcze ba 90-centymetrowym teleskopem na b�dzie to ostateczny dowód, Że b"ysk
lepiej zrozumie� b"yski. Energetic Gam- Kitt Peak. Nast�pnej nocy punkcik Ęwia- nastąpi" w odleg"oĘci kosmologicznej.
ma Ray Experiment Telescope (EGRET), t"a pojaĘnia". Inne teleskopy potwierdzi- Wówczas, moŻe juŻ niezad"ugo, b�dzie-
znajdujący si� takŻe na satelicie Comp- "y, Że po osiągni�ciu maksimum jasno- my wiedzie�, jaka to katastrofa spowo-
ton, wykry" promieniowanie o energii Ęci 10 maja ęród"o to zacz�"o gasną�. Po dowa"a ów b"ysk, a takŻe ten, który by�
aŻ do dziesi�ciu miliardów elektrono- raz pierwszy zaobserwowano, jak b"ysk moŻe rozjaĘnia niebo w chwili, gdy czy-
woltów, czasami trwające nawet par� osiąga najwyŻszą jasnoĘ� optyczną, i to tasz te s"owa.
godzin, w kilkunastu b"yskach. Lep- juŻ dwa dni po osiągni�ciu maksimum
T"umaczy"
szych danych, pomocnych dla astrofi- w zakresie gamma. Tomasz Bulik
Informacje o autorach Literatura uzupe"niająca
GERALD J. FISHMAN oraz DIETER H. HARTMANN do prac nad THE GAMMA- RAY UNIVERSE. D. Kniffen, American Scientist, vol. 81, nr 4,
b"yskami gamma wnoszą doskonale uzupe"niające si� umiej�tno- ss. 342-350, VII/1993.
Ęci. Fishman jest fizykiem doĘwiadczalnym kierownikiem BATSE OBSERWATORIUM PROMIENIOWANIA GAMMA. Neil Gehrels, Carl E. Fich-
oraz profesorem w NASA Marshall Space Flight Center w Hunts- tel, Gerald J. Fishman, James D. Kurfess i Volker Sch�nfelder, �wiat
ville w Alabamie. Trzykrotnie zosta" odznaczony Medalem NASA Nauki, ss. 36-44, II/1994
za wyjątkowe osiągni�cia naukowe, a w roku 1994 American Astro- THE GAMMA- RAY BURST MYSTERY. D.H. Hartmann, w: The Lives of Neutron
nomical Society przyzna"o mu nagrod� im. Bruna Rossiego. Hart- Stars. Red. A. Alpar, �. Kiziloglu i J. van Paradijs. NATO Advanced
mann z kolei to astronom teoretyk pracujący w Clemson Universi- Studies Institute; Kluwer Academic Publishers, 1994.
ty w Po"udniowej Karolinie; doktoryzowa" si� w University of GAMMA RAY BURSTS. G. J. Fishman i C. A. Meegan, Annual Review
California w Santa Cruz w roku 1989. Poza b"yskami gamma intere- of Astronomy and Astrophysics, vol. 33, ss. 415-458; 1995.
sują go dynamika chemiczna oraz ewolucja gwiazd i galaktyk. Beppo-SAX Mission home page: http://www.sdc.asi.it/
�WIAT NAUKI Wrzesieł 1997 41
Od lewej
: BEPPO-SAX SCIENCE DATA CENTER, ROGER RESSMEYER
Corbis, NRAO
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
1997 09 Szkoła konstruktorówid579Anamnesis59 3a str 36 37Gwyneth Jones Balinese Dancer (Asimov s 1997 09) (html)1997 08 str 100 101 Dostrzegalna roznicawięcej podobnych podstron