Au fost măsurate raze gamma, așa-numitele Gamma Ray Burst, cu energia de sute de miliarde de ori mai mare ca energia fotonilor luminii; un nou record în astronomie.

Încă nu este clar fenomenul care produce aceste raze gamma: ciocniri de stele de neutroni sau materie în cădere în găuri negre.

În 2018 si 2019 doua grupuri internazionale de astronomi au reusit sa masoare cele mai intense raze gamma, adica fotoni cu energii extrem de mari, de pana acum. Acest gen de raze gamma care provin din Univers, din afara Galaxiei noastre, se numesc Gamma Ray Burst, GRB, si sunt produse in fenemone astronomice extrem de violente. Primul eveniment masurat pe 20 iulie 2018 cu telescopul Hess (High-Energy Stereoscopic System) din Namibia a observat emisia relativa la sursa GRB19072B, situata la circa 6 miliarde de ani lumina fata de noi.

Al doilea eveniment a fost masurat pe 14 ianuarie 2019, cu telescopul Magic (Major Atmosferic Gamma Imaging Cherenkov), situat in La Palma, care a masurat sursa GRB19114C aflata la aproximativ 2 miliarde ani lumina fata de noi. Rezultatele acestor studii au fost publicate recent in revista Nature.

Energia acestor gamma rays este cuprinsa intre 200 si 1000 de miliarde de eV (electronVolt – unitate de energie in fizica particulelor, reprezentand energia capatata de un electron accelerat intr-o diferenta de potential de 1eV).  Fotonii care corespund luminii vizibile au energii intre 1 si 3 eV, deci razele gamma masurate au energii de sute de miliarde de ori mai mari.

Fenomenele care genereaza aceste raze gamma nu sunt inca bine cunoscute. Ar putea sa fie generate de coliziuni de stele de neutroni, stele extrem de dense, care au masa de circa 2 ori mai mare ca cea a Soarelui insa o raza de doar 10 km. Compozitia interna a stelelor de neutroni este inca un mister: pe langa neutroni ar putea exista in interior materie cu cuarci stranii, precum kaoni sau hiperoni.

Conform anumitor teorii ar putea exista asa-numite stele stranii (strange stars), care sunt formate din cuarci care nu sunt insa legati in particule precum neutronii sau hiperonii. O alta ipoteza pentru oringinea acestor GRB este explozia supernovelor care dau nastere gaurilor negre.

Parte din materia stelei dupa explozie orbiteaza in jurul gaurii negre care a luat nastere generand un disc de materie, cu o densitate foarte mare. Cand aceasta materie cade in gaura neagra fiind absorbita de aceasta se formeaza doua jeturi foarte intense de materie si energie, in jurul axei de rotatie, in care iau nastere si razele gamma de tipul GRB.

Exmplozile care produc GRB pot elibera intr-o secunda cantitatea de energie generata de Soarele nostru de-a lungul intregii sale vieti: sunt atat de intense incat lumineaza practic intregul Univers vizibil.

Descoperirea acestor raze gamma a avut loc in 1967 cand satelitii americani Vega spionau sovieticii pentru a descoperi eventuale activitati nucleare, masurand radiatia in orbita. Au masurat astfel aceste raze de tip GRB, care insa nu erau produse pe Terra.

Dupa cativa ani americanii s-au convins ca aceste raze gamma nu au nimic de-a face cu activitatile umane ci sunt un fenomen extrem de interesant astronomic si in 1973 au publicat un articol in care prezentau descoperirea primelor gamma ray burst de origine cosmica.

Studiul acestor raze gamma este extrem de important: majoritatea provin de la surse situate fata de noi la distante de miliarde de ani lumina si sunt generate de fenomene inca necunoscute, chiar daca au fost formulate ipoteze legat de ce anume ar putea sta la originea lor.

Este vorba despre enorme acceleratoare cosmice, legate de stele de neutroni, gauri nerge sau alte fenomene inca necunoscute. In viitor, pe masura ce vor fi efectuate masuratori din ce in ce mai precise, se va conoaste din ce in ce mai bine acest interesant fenomen si poate vom descoperi procesul care sta la baza emisiei celei mai intense radiatii din Univers.

 

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro