B"yski gamma
Zagadka najpotŻniejszych wybuchów
we WszechĘwiecie jest bliska rozwiązania
Gerald J. Fishman i Dieter H. Hartmann
niej wicej 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-
MtŻne 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 potŻnym teleskopom Nie spe"nione oczekiwania
niowania prawdopodobnie w ciągu se- optycznym o polu widzenia wielkoĘci
kund lub minut wyĘwiecają wicej paru sekund "uku. Na Wyspach Kana- Dla naukowców badających b"yski
energii niŻ S"ołce w 10 mld lat, a wic 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 zdjcie 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-
PoszczĘci"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 czĘ 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 wicej w po"owie regularną chmurk. Kosmiczny Teleskop pi" 20 kwietnia 1996.
odleg"oĘci pomidzy 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-
BYSK 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
tŻenia nie moŻna go zobaczy, poniewaŻ
wa ten sam obszar nieba teleskopem czasie pisania tego artyku"u obiekt nie
jest zbyt wysokiej czstotliwoĘci. 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 szeĘdziesiątych 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 KsiŻyca. 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 wstp- b"ysków wskazujących na obecnoĘ sil- Teoretycy naprdce 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 rozpdzane do halo wokó" naszej Galaktyki.
czarne dziury, supernowe czy teŻ gste prdkoĘci 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 wicej 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 BYSKU 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 wicej 3 10 mld lat 1.6 godz. Jedne b"yski odznaczają si
10 Ęwietlnych. Na takich odleg"oĘciach b"y- krótkimi pulsami, pomidzy 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 prdkoĘciami; wiemy o tym, są ich widma, w gruncie rzeczy kolory,
160 poniewaŻ wysy"ane przez nie Ęwiat"o cho niewidoczne dla oka. WikszoĘ
BEPPO-SAX przesunite jest ku czerwieni, czyli ku energii w b"ysku zawarta jest w widmie
(DETEKTOR ENERGII
niŻszym czstotliwoĘciom. Podobnie b"y- pomidzy 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 czstotliwoĘciom, 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 wicej 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 POWIATY BYSKU 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.) sunicie 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 wikszoĘ 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).
+1200'
N
+1154'
E
+1148'
+1142'
+1136'
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 ciŻkie. Go-
ŁRÓDO OPTYCZNE
cików widocznego na górnym zdjciu 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 ciŻkich wydaje si ma"o
ognistej znajdzie si za duŻo ciŻkich prawdopodobne.
cząstek, takich jak protony, poniewaŻ Kolejny popularny model wykorzy-
zmniejsza to energi promieni gamma. stuje potŻne pola magnetyczne przy-
NaleŻy oczekiwa takiego zanieczysz- pominające ogromne dynama, które na-
ŁRÓDO OPTYCZNE
czenia protonami, poniewaŻ w wyniku pdzają 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 Mszros 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 objtoĘci oko"o kilku- szerzająca si kula ognista w gruncie w zwyk"ym dynamie pole to zamienia-
dziesiciu 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 wntrzach 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 wic wytworzy skupione,
noĘci, w których powstaje odpowiednio urozmaicenia: tzw. wewntrzne fale intensywne pulsy promieni gamma. Mi-
energetyczna kula ognista? WikszoĘ uderzeniowe, które pojawiają si, gdy mo Że jest jeszcze wiele szczegó"ów do
teoretyków opowiada si za scenariu- poszczególne fragmenty kuli ognistej rozpracowania, wikszoĘ modeli wska-
szem, w którym kolapsuje uk"ad podwój- zderzają si ze sobą z prdkoĘciami 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 wicej 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 nastpuje mniej wicej raz na od stwierdzi", Że taka poĘwiata si nie po-
dziesiciu 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 wicej 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 nastpuje 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-
GóBOKIE 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 zdjcia), ma w tle s"abą wyd"u-
tyneutrinami, tworząc pary elektrono-
Żoną chmurk, bdącą 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
ROZKAD BYSKÓW 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 zdjciu 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"onity Ziemią). Procedura jest nie-
utrudnia prowadzenie obserwacji wie- sków, aby dok"adniej okreĘli ich po- stety powolna, trwa w najlepszym ra-
loma instrumentami, a znikomoĘ 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 bdzie 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 tŻenie promieniowania w tych detekto-
pochodzenia promieni gamma z tak du- nad utrzymaniem midzyplanetarnej 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 czsto 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 dziesiciu oĘrodków na ca"ej kuli ziem-
ale o róŻnych natŻeniach i w róŻnych z dok"adnoĘcią do sekund "uku po- skiej. W pi sekund póęniej automatycz-
odstpach 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 przekrcają 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- wziciu. Na przyk"ad urządzenia z Li-
gramie, a takŻe odleg"o- vermore nie zobaczy"yby poĘwiaty po
Ęci pomidzy nimi. W GRB 970228, chyba Że jasnoĘ optyczna
chwili obecnej jest pi zaraz po b"ysku jest duŻo wiksza 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
RÓNE 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 midzynarodową
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 bdzie móg" zlokalizowa b"y- go krałca widma mikkie 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 nastpują 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 przesuniciu 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 mikkich 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- gniciu. 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"oĘ
z dok"adnoĘcią do sekund "uku. b"ysk. Wkrótce potem Howard E. Bond rzdu 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 bdzie to ostateczny dowód, Że b"ysk
lepiej zrozumie b"yski. Energetic Gam- Kitt Peak. Nastpnej nocy punkcik Ęwia- nastąpi" w odleg"oĘci kosmologicznej.
ma Ray Experiment Telescope (EGRET), t"a pojaĘnia". Inne teleskopy potwierdzi- Wówczas, moŻe juŻ niezad"ugo, bdzie-
znajdujący si takŻe na satelicie Comp- "y, Że po osiągniciu 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 dziesiciu 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 osiągniciu 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 umiejtno- 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 Schnfelder, wiat
ville w Alabamie. Trzykrotnie zosta" odznaczony Medalem NASA Nauki, ss. 36-44, II/1994
za wyjątkowe osiągnicia 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