Astrofizičar Petar Mimica: Svemir nam je priredio još jedno iznenađenje – jaku kozmičku eksploziju
Kozmička eksplozija koja je zahvaljujući suvremenoj tehnologiji uhvaćena koncem travnja ove godine, proglašena je jednom od najsvjetlijih eksplozija koja je dosad zabilježena. Riječ je o eksploziji poznatoj kao GRB 130427A koju su zabiježila čak tri NAS-ina satelita: Fermi, Swift i NuStar. Istovremeno su je zabilježili i brojni teleskopi sa površine Zemlje i tako nam podarili jedno od najdetaljnijih opažanja astronomske pojave koja je poznata kao provala gama zraka ili skraćeno GRB.
O kakvoj se, zapravo eksploziji radi? Riječ je o kratkom bljesku gama zraka koji nastaje prilikom gravitacijskog kolapsa materijala u crnu rupu ili neutronsku zvijezdu. Obično dolazi do kolapsa zvijezde nekoliko desetaka puta masivnije od Sunca (predak tzv. dugih gama zraka), a postoje i kratki GRB-ovi čiji preci nastaju srazom dvaju kompaktnih objekata, npr. dviju neutronskih zvijezda. Prilikom kolapsa dolazi do stvaranja akrecijskog diska materijala koji upada u crnu rupu, a u smjeru okomito na disk, izlaze mlazovi plazme koji se kreću brzinom od 99.995 posto brzine svjetlosti ili čak brže. Tada u mlazovima dolazi do pretvaranja dijela energije gibanja u zračenje što uzrokuje bljesak gama zraka koji traje do nekoliko desetaka sekundi. Bljeskovi su toliko jaki da se mogu opaziti sa Zemlje koja može biti udaljena i do nekoliko milijardi svjetlosnih godina od novorođene crne rupe.
Kad mlaz plazme iziđe iz umiruće zvijezde u čijoj je jezgri nastao, počinje se sudarati s okolnim, međuzvijezdanim plinom i pri tome emitira tzv. popratno zračenje ili postluminaciju. Ovo zračenje traje punon duže od bljeska gama zraka i pruža nam puno dodatnih informacija o energiji, brzini i sastavu mlaza plazme.
Jedano od pitanja na koje nastojimo odgovoriti je: može li se na temelju „afterglow“ opažanja odrediti stupanj magnetiziranosti mlaza plazme? Ovo je, naime važno pitanje jer je prisustvo ili izostanak jakog magnetskog polja u mlazovima direktno vezano uz mehanizam nastanka mlazova u okolini crne rupe koji je još uvijek nedovoljno poznat. Zbog ekstremnih uvjeta u kojima dolazi do sudara mlazova i međuzvjezdanog materijala, računalne simulacije kojima nastojimo reproducirati opaženo zračenje su jako zahtjevne i za njih je potrebno koristiti skupa superračunala.
Posebnost kozmičkih eksplozija nije u potpunosti u skladu sa „standardnim“ modelom „afterglow“ zračenja. Ovaj model, naime predviđa da se zračenje na visokim frekfencijama (gama-zrake, rengenske zrake) opaža u ranoj fazi (do nekoliko minuta ili sati nakon bljeska gama zraka), a ono na nižim frekfencijama (vidljivo, pa infracrveno zračenje te radio valovi) puno kasnije (od nekoliko minuta do nekoliko dana ili čak mjeseci u slučaju radioopažanja). Kod kozmičke eksplozije „tvrdo“ rengensko zračenje je opaženo 1.5 i 5 dana nakon bljeska gama zraka što je u suprotnosti s očekivanim ponašanjem.
Bljeskom GRB-a svemir nam je priredio još jedno iznenađenje i tako nas prisilio da revidiramo postojeće teoretske modele GRB-ova. Na sreću, to se dogodilo u današnje vrijeme kada na raspolaganju imamo satelite i robotske teleskope na Zemlji. Sateliti i robotski teleskopi automatski reagiraju na pojavu GRB-ova i odmah počinju s opažanjem njihova zračenja čime dobijamo veliku količinu informacija koje možemo i moramo objasniti poboljšanim teorijskim modelima.
Dr. sc. Petar Mimica
Sveučilište u Valenciji
Mimica je zajedno s kolegama otkrio uzrok nastajanja najjačih bljeskova u svemiru koji su do tada bili potpuno nepoznati, a rad o ovom otkiću objavljen je u čuvenom časopisu Nature.
