2 липня 1967 р. США Вела 3 і 4 супутники помітили щось досить дивовижне. Спочатку розроблені для моніторингу випробувань ядерної зброї в космосі, шукаючи гамма-випромінювання, ці супутники підняли серію вибухів гамма-променів (ГРБ), що надходять з глибокого космосу. І хоча минуло десятиліття з часу «інциденту на Велу», астрономи все ще не на 100% впевнені, що їх спричиняє.
Однією з проблем було те, що до цих пір вченим не вдалося вивчити вибухи гамма-променів ні в якій реальній якості. Але завдяки новому дослідженню міжнародної групи дослідників, GRB були відтворені в лабораторії вперше. Через це вчені матимуть нові можливості дослідити GRB та дізнатись більше про їх властивості, що має далеко зайти до визначення того, що їх викликає.
Дослідження під назвою «Експериментальне спостереження за струмовою нестабільністю на нейтральному електронно-позитронному пучку» недавно було опубліковано в Листи з фізичного огляду. Дослідженням керував Джонатан Уорік з університету Queen's Belfast, і він включав членів Національної лабораторії акселераторів SLAC, Інституту акселераторів науки Джона Адамса, лабораторії Резерфорда Епплтона та багатьох університетів.
До цього часу дослідження GRB були ускладнені двома основними питаннями. З одного боку, GRB дуже короткочасні, тривають лише секунди. По-друге, всі виявлені події відбулися в далеких галактиках, деякі з яких були мільярди світлових років. Тим не менш, існує кілька теорій щодо того, що може пояснювати їх, починаючи від утворення чорних дір і зіткнень між нейтронними зірками і закінчуючи позаземним зв’язком.
З цієї причини дослідження GRB особливо привабливі для вчених, оскільки вони могли б виявити деякі невідомі раніше речі про чорні діри. Заради свого дослідження дослідницька група підійшла до питання про ГРБ, як ніби вони пов'язані з викидом струменів частинок, що виділяються чорними дірами. Як пояснив доктор, викладач університету Королеви в Белфасті, в нещодавно опублікованому творі Розмова:
“Промені, що виділяються чорними дірами, здебільшого складаються з електронів та їхніх“ антиматеріальних ”супутників, позитронів… Ці пучки повинні мати сильні магнітні поля, що створюються самостійно. Обертання цих частинок навколо полів випускає потужні сплески гамма-випромінювання. Або, принаймні, це те, що прогнозують наші теорії. Але ми насправді не знаємо, як створюватимуться поля ".
За сприяння своїх співробітників у США, Франції, Великобританії та Швеції команда університету Queen's Belfast спиралася на лазер Близнюків, розташований в лабораторії Резерфорда Епплтон у Великобританії. За допомогою цього інструменту, який є одним з найпотужніших лазерів у світі, міжнародна співпраця прагнула створити першу невелику копію GRB.
Стріляючи цим лазером на складну ціль, команда змогла створити мініатюрні версії цих надшвидких астрофізичних струменів, які вони записали, щоб побачити, як вони ведуть себе. Саррі вказав:
«В ході нашого експерименту нам вдалося вперше спостерігати деякі ключові явища, що відіграють головну роль у генеруванні спалахів гамма-променів, наприклад, самогенерація магнітних полів, яка тривала тривалий час. Вони змогли підтвердити деякі основні теоретичні прогнози сили та розподілу цих полів. Коротше кажучи, наш експеримент незалежно підтверджує, що моделі, які зараз використовуються для розуміння сплеску гамма-променів, знаходяться на правильному шляху ».
Цей експеримент був не лише важливим для вивчення GRB, він також міг просунути наше розуміння того, як поводяться різні стани матерії. В основному майже всі явища в природі зводиться до динаміки електронів, оскільки вони набагато легші за атомні ядра і швидше реагують на зовнішні подразники (наприклад, світло, магнітні поля, інші частинки тощо).
"Але в електронно-позитронному пучку обидві частинки мають однакову масу, це означає, що ця невідповідність у часі реакції повністю знищується", - сказав доктор Саррі. «Це призводить до ряду захоплюючих наслідків. Наприклад, звук не існував би в світі електрон-позитрон ".
Крім того, існує згаданий вище аргумент, що GRB насправді можуть бути свідченнями позаземного інтелекту (ETI). У пошуках позаземного інтелекту (SETI) вчені шукають електромагнітні сигнали, які, схоже, не мають природних пояснень. Знаючи більше про різні типи електромагнітних вибухів, учені могли б краще виділити ті, для яких немає відомих причин. Саррі сказав:
«Звичайно, якщо ви поставите свій детектор на пошук викидів з космосу, ви отримаєте надзвичайно багато різних сигналів. Якщо ви дійсно хочете ізолювати інтелектуальні передачі, спочатку потрібно переконатися, що всі природні викиди є ідеально відомими, щоб їх можна було виключити. Наше дослідження допомагає зрозуміти викиди чорних дір та пульсар, так що, коли ми виявляємо щось подібне, ми знаємо, що воно не походить від чужої цивілізації ».
Настільки ж, як дослідження гравітаційних хвиль, це дослідження є прикладом того, як явища, які колись були поза нашими досягненнями, зараз відкриті для вивчення. І так само, як гравітаційні хвилі, дослідження GRB, ймовірно, принесуть вражаючі прибутки в найближчі роки!
