Gama žybsnis

Gama žybsniai – patys šviesiausi įvykiai Visatoje nuo pat Didžiojo Sprogimo laikų. Tai gama spindulių pliūpsniai, kuriuos stebime atsitiktinai vykstančius įvairiose erdvės vietose. Tipiškai gama žybsnis trunka kelias sekundes, tačiau šis periodas gali kisti nuo kelių milisekundžių iki minučių, o pradinį sužibimą paprastai seka ilgesnių už gama bangų (rentgeno spinduliai, ultravioletiniai spinduliai, regimoji šviesa, infraraudonieji spinduliai, radijo bangos) švytėjimas.
Gama žybsnius orbitiniai palydovai užfiksuoja du ar tris kartus per savaitę, tačiau iš tiesų jie atsitinka daug dažniau - mes pastebime tik tiesiai į Žemę nukreiptus žybsnius.
Manoma, kad dauguma užfiksuotų gama žybsnių kyla dėl greitai besisukančios masyvios žvaigždės šerdies kolapso - virtimo juodąja skyle. Likusi žybsnių dalis, vadinamieji "trumpi žybsniai", regimai atsiranda dėl skirtingų procesų, manoma, dėl dvinarės neutroninių žvaigždžių sistemos narių susidūrimų.
Visi žinomi gama žybsnių šaltiniai yra už mūsų galaktikos ribų, už milijardų šviesmečių.
Netoli nuo Saulės sistemos įvykęs gama žybsnis galėtų sąlygoti masinį rūšių išnykimą. Nors pats žybsnis trunka labai trumpai, jis pakenktų atmosferos ozono sluoksniui ir sąlygotų rūgštingų azoto oksidų susidarymą. Tokie atmosferos pokyčiai galėtų rimtai pakenkti biosferai.

Vela ir gama žybsnių atradimas

Kosminius gama spindulių žybsnius septintajame dešimtmetyje atrado JAV palydovai "Vela", skirti aptikti atominių ginklų bandymų sukeltus gama spinduliuotės žybsnius.
Palydovai surado spinduliuotės pliūpsnius iš atsitiktinių tolimų kosminės erdvės sričių, ir 1973 metais prasidėjo mokslinis gama žybsnių tyrimas.

BATSE

Gama žybsnių egzistavimą vėliau patvirtino daug kosmoso tyrimų misijų, pavyzdžiui, Apollo ar Sovietų Veneros tyrimo zondai. Tik 1991, paleidus Komptono gama spindulių observatoriją ir ypatingai tikslų gama spindulių detektorių BATSE, gama žybsnių tyrimai žymiau pasistūmėjo į priekį. BATSE nustatė, kad gama spindulių žybsniai yra izotropiškai pasiskirstę erdvėje - jų visomis kryptimis įvyksta vienodai, taigi, gama spindulių žybsnių šaltiniai tikrai nebuvo mūsų galaktikoje, kaip buvo galvota anksčiau.
Iš BATSE surinktų duomenų paaiškėjo, kad gama žybsniai gali būti suskirstyti į dvi kategorijas: trumpus žybsnius, kurie susideda iš itin aukštų energijų fotonų ir ilgesnės trukmės (daugiau, nei 2 sekundžių) žemesnės energijos fotonų žybsnius. Manoma, kad šių dviejų rūšių žybsnių prigimtis skiriasi.

BeppoSAX

1997 metais bendras Nyderlandų/Italijos palydovas BeppoSAX užfiksavo nykstantį rentgeno spindulių žybsnį ten, kur prieš tai buvo užregistruotas gama žybsnis. Antžeminiai teleskopai aptiko žybsnio pėdsaką optiniame diapazone, netrukus žybsnio šaltinis buvo sutapatintas su neryškia, labai tolima galaktika. Galutinai buvo patvirtinta, kad gama žybsniai - tai užgalaktiniai įvykiai.

SWIFT

2004 metais buvo sėkmingai paleistas NASA Swift palydovas, kuris, jautriu gama spindulių detektoriumi užfiksavęs žybsnį, galėdavo pradėti stebėjimus rentgeno ir optiniuose diapazonuose jo kryptimi per mažiau nei minutę.
Swift pirmą kartą stebėjo pošvytį – švytėjimą, likusį po trumpųjų žybsnių, taip pat atrado galingus rentgeno spindulių pliūpsnius, pasirodančius praėjus minutėms ar net dienoms po paties gama žybsnio pabaigos.

Nuotolis ir galingumas

Atradus pošvytį (liktinį švytėjimą) ir susiejus žybsnių šaltinius su nutolusiomis galaktikomis, tapo aišku, kad gama žybsniai - tai tikrai užgalaktiniai įvykiai, o žybsnių šaltiniai yra labai toli nuo mūsų. Tipiškas gama žybsnio šaltinio raudonasis poslinkis yra mažiausiai 1,0 (apie 8 milijardų šviesmečių), o paties tolimiausio iš pastebėtų, GRB 050904 raudonasis poslinkis buvo 6,29 (12,3 milijardų šviesmečių).

Kilmė

Dėl milžiniškų gama žybsnių šaltinių atstumų sunku nusakyti jų prigimtį. Kol kas pats patikimiausias yra kolapsaro modelis, aprašantis, kaip itin masyvios nemetalingos žvaigždės šerdis kolapsuoja į juodąją skylę, į kurią krintanti žvaigždės medžiaga sukuria itin energingas čiurkšles, nukreiptas žvaigždės sukimosi ašių kryptimi. Kai tokia čiurkšlė pasiekia žvaigždės paviršių, atsiranda gama spindulių žybsnis.
Egzistuoja kitų rimtai apsvarstomų modelių, pavyzdžiui, žvaigždinis vėjas iš labai stiprų magnetinį lauką turinčių neutroninių žvaigždžių, dvinarių neutroninių žvaigždžių susiliejimai. Gali būti, kad skirtingi modeliai gerai aprašo skirtingos prigimties gama spindulių žybsnius.