Гама лъчи са част от Вселената с висока енергия

Всички са чували за електромагнитния спектър. Това е колекция от всички дължини на вълната и честоти на светлината, от радио и микровълнова печка до ултравиолетова и гама. Светлината, която виждаме, се нарича „видимата“ част от спектъра. Останалата част от честотите и вълните са невидими за очите ни, но се откриват с помощта на специални инструменти.

Гама лъчите са най-енергийната част от спектъра. Те имат най-късите дължини на вълната и най-високите честоти. Тези характеристики ги правят изключително опасни за живота, но те също така казват на астрономите а много за обектите, които ги излъчват във Вселената. На Земята се появяват гама-лъчи, създадени, когато космическите лъчи попадат в нашата атмосфера и взаимодействат с газовите молекули. Те също са страничен продукт от разпадането на радиоактивни елементи, особено при ядрени експлозии и в ядрени реактори.

Гама лъчите не винаги са смъртоносна заплаха: в медицината те се използват за лечение на рак (наред с други неща). Има обаче космически източници на тези фотони убийци и за най-дълго време те остават загадка за астрономите. Те останаха така, докато не бяха изградени телескопи, които могат да открият и изучат тези високоенергийни емисии.

Днес знаем много повече за това излъчване и откъде идва във Вселената. Астрономите откриват тези лъчи от изключително енергични дейности и предмети като експлозии на свръхнови, неутронни звезди, и взаимодействия с черна дупка. Те са трудни за изследване поради включените високи енергии, понякога са много ярки при „видима“ светлина и поради факта, че нашата атмосфера ни защитава от повечето гама лъчи. За да "видят" тези дейности правилно, астрономите изпращат в космоса специализирани инструменти, за да могат да "видят" гама-лъчите от високо над защитното одеяло на Земята. В орбита на НАСА Swift сателит и Телескоп Fermi Gamma-Ray са сред инструментите, които астрономите в момента използват за откриване и проучване на това лъчение.

През последните няколко десетилетия астрономите откриват изключително силни изблици на гама-лъчи от различни точки на небето. Под „дълги“ астрономите означават само няколко секунди до няколко минути. Въпреки това, техните разстояния, вариращи от милиони до милиарди светлинни години, показват, че тези обекти и събития трябва да са много ярки, за да бъдат видени от цялата Вселена.

Така наречените „гама-изблици“ са най-енергичните и най-ярките събития, регистрирани някога. Те могат да изпратят огромни количества енергия само за няколко секунди - повече, отколкото Слънцето ще освободи през цялото си съществуване. До съвсем скоро астрономите можеха само да спекулират какво е причинило такива масивни експлозии. Скорошните наблюдения обаче им помогнаха да открият източниците на тези събития. Например, the Swift спътник откри избухване на гама-лъчи, което дойде от раждането на черна дупка, която лежи на повече от 12 милиарда светлинни години от Земята. Това е много рано в историята на Вселената.

Има по-къси изблици, дълги по-малко от две секунди, които наистина бяха мистерия от години. В крайна сметка астрономите свързват тези събития с дейности, наречени "килонови", които се случват, когато две неутронни звезди или неутронна звезда или черна дупка се сливат заедно. В момента на сливането те издават кратки изблици на гама-лъчи. Те също могат да излъчват гравитационни вълни.

Астрономията с гама-лъчи е започнала по време на Студената война. Избухвания на гама-лъчи (GRBs) бяха открити за първи път през 60-те години от Вела флот от спътници. В началото хората се притеснявали, че са признаци на ядрена атака. През следващите десетилетия астрономите започват да търсят източниците на тази загадъчна точка експлозии чрез търсене на оптична светлина (видима светлина) сигнали и в ултравиолетови, рентгенови и сигнали. Стартирането на Compton Gamma Ray Observatory през 1991 г. извежда търсенето на космически източници на гама-лъчи до нови висоти. Нейните наблюдения показаха, че GRBs се срещат във вселената, а не непременно в нашата собствена Галактика на Млечния път.

Оттогава насам BeppoSAX обсерватория, стартирана от Италианската космическа агенция, както и Високо енергиен преходен изследовател (лансирана от НАСА) са били използвани за откриване на GRB. Европейската космическа агенция INTEGRAL мисията се присъединява към лова през 2002 г. Съвсем наскоро телескопът Fermi Gamma-Ray е изследвал небето и е начертал гама-излъчватели.

Необходимостта от бързо откриване на GRBs е от ключово значение за търсене на високоенергийни събития, които ги причиняват. От една страна, много краткото избухване на събитията угасва много бързо, което затруднява установяването на източника. Рентгеновите сателити могат да вдигнат лов (тъй като обикновено има свързана рентгенова светкавица). За да помогне на астрономите бързо да излязат от нула в източник на GRB, мрежата на Gamma Ray Bursts координатите незабавно изпраща известия до учени и институции, участващи в изучаването на тези изблици. По този начин те могат незабавно да планират последващи наблюдения, като използват наземни и космически оптични, радио и рентгенови обсерватории.

Докато астрономите изучават повече от тези изблици, те ще получат по-добро разбиране на много енергийните дейности, които ги причиняват. Вселената е изпълнена с източници на GRBs, така че това, което учат, ще ни разкаже повече за космоса с висока енергия.

• Гама-лъчите са най-енергийният вид радиация, известен. Те са раздадени от много енергични обекти и процеси във Вселената.
• Гама лъчи също могат да бъдат създадени в лабораторията и този вид радиация се използва в някои медицински приложения.
• Гама-астрономията се извършва с орбитни спътници, които могат да ги открият без намеса от земната атмосфера.