Εκλάμψεις ακτίνων γ

Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του 1960 από τους αμερικανικούς δορυφόρους Vela, οι οποίοι κατασκευάστηκαν για να ανιχνεύουν παλμούς ακτινοβολίας γάμμα που εκπέμπονται από πυρηνικά όπλα που δοκιμάστηκαν στο διάστημα.

Στις 2 Ιουλίου 1967, στις 14:19 UTC, οι δορυφόροι Vela 4 και Vela 3 ανίχνευσαν μια λάμψη ακτινοβολίας γάμμα που δεν έμοιαζε με καμία γνωστή υπογραφή πυρηνικών όπλων. Αβέβαιη για το τι είχε συμβεί, αλλά χωρίς να θεωρεί το θέμα ιδιαίτερα επείγον, η ομάδα του Επιστημονικού Εργαστηρίου του Λος Άλαμος αρχειοθέτησε τα δεδομένα προς διερεύνηση.

Αναλύοντας τους διαφορετικούς χρόνους άφιξης των εκλάμψεων, όπως ανιχνεύθηκαν από διαφορετικούς δορυφόρους, η ομάδα μπόρεσε να προσδιορίσει χονδρικές εκτιμήσεις για τις θέσεις των δεκαέξι εκλάμψεων στον ουρανό12-16 και να αποκλείσει οριστικά τη γήινη ή ηλιακή προέλευση. Η ανακάλυψη δημοσιεύθηκε το 1973.

Τα περισσότερα παρατηρούμενα γεγονότα διαρκούν περισσότερο από δύο δευτερόλεπτα και ταξινομούνται ως μακρές εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Έχουν μελετηθεί με πολύ μεγαλύτερη λεπτομέρεια από τις αντίστοιχες σύντομες. Σχεδόν κάθε καλά μελετημένη μακρά έκρηξη ακτίνων γάμμα έχει συσχετιστεί με έναν γαλαξία που σχηματίζει γρήγορα αστέρια και σε πολλές περιπτώσεις και με έναν υπερκαινοφανή που καταρρέει στον πυρήνα. Αυτό συνδέει τις μακρές GRBs με τους θανάτους μαζικών αστέρων. Οι παρατηρήσεις μακράς μεταλαμπής GRB σε υψηλή ερυθρομετατόπιση (μεγάλες αποστάσεις) υποδηλώνουν επίσης ότι οι GRB προέρχονται από αστροπαραγωγικές περιοχές. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η παρατήρηση μακρινών γαλαξιών σημαίνει ότι κοιτάζουμε πίσω στο χρόνο σε γαλαξίες σε ένα προγενέστερο στάδιο.

Ενεργειακή

Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα θεωρούνται εξαιρετικά εστιασμένες εκρήξεις, με το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας της έκρηξης σε ένα στενό σχετικιστικό πίδακα που ταξιδεύει με ταχύτητες άνω του 99,995% της ταχύτητας του φωτός.

Το κατά προσέγγιση γωνιακό πλάτος του πίδακα (δηλαδή ο βαθμός διακτίνισης) μπορεί να εκτιμηθεί άμεσα παρατηρώντας "διαλείμματα πίδακα" στις καμπύλες φωτός μετά το φώς: μια χρονική στιγμή μετά την οποία το αργά φθίνον μετά το φώς αρχίζει να εξασθενεί ξαφνικά, καθώς ο πίδακας επιβραδύνει και δεν μπορεί πλέον να διακτινίζει την ακτινοβολία του τόσο αποτελεσματικά. Οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν σημαντική διακύμανση της γωνίας του πίδακα από 2 έως 20 μοίρες.

Επειδή η ενέργειά τους είναι έντονα διακτινισμένη (πολύ στενή), οι ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από τις περισσότερες εκρήξεις διαφεύγουν της Γης και δεν ανιχνεύονται ποτέ. Όταν μια έκρηξη ακτίνων γάμμα είναι στραμμένη προς τη Γη, η εστίαση της ενέργειάς της κατά μήκος μιας σχετικά στενής δέσμης προκαλεί την εμφάνιση της έκρηξης πολύ πιο φωτεινή από ό,τι θα ήταν αν η ενέργειά της εκπέμπονταν σφαιρικά. Όταν λαμβάνεται υπόψη αυτό το φαινόμενο, οι τυπικές εκρήξεις ακτίνων γάμμα παρατηρείται ότι έχουν πραγματική απελευθέρωση ενέργειας περίπου 1044 J, ή περίπου 1/2000 του ισοδύναμου ενέργειας μιας ηλιακής μάζας.

Αυτή η ενέργεια είναι συγκρίσιμη με την ενέργεια που απελευθερώνεται σε ένα λαμπρό σουπερνόβα τύπου Ib/c (που μερικές φορές αποκαλείται "υπερνόβα"). Πολύ φωτεινοί υπερκαινοφανείς έχουν παρατηρηθεί στη θέση μερικών από τις πλησιέστερες GRB.