התפרצויות קרני גמא הן מהאירועים החזקים ביותר ביקום, המוצתים כאשר כוכבים מתים בפיצוצים גדולים או כשהם מתמזגים ... התפוצצות מאסיבית.
כשמתרחשות פיצוצים קוסמיים אלימים אלה הם פועלים כמו מגדלורים קוסמיים ומשחררים קרני חלק מהאור הבהיר ביותר ביקום, יחד עם מבול של נייטרינו, אותם חלקיקים חדים, דמויי רפאים, המחליקים את היקום כמעט בלתי מגלים.
ברור שלא תרצו להיחשף לאחת מפרצי האנרגיה הקטלניים האלה, שמטגנים DNA. אך פיזיקאים נהגו לחשוב כי התפרצויות קרני גאמא היו מסוכנות רק אם הייתם בדרך הצרה של אחד המטוסים שהגיע מהפיצוץ. למרבה הצער, מחקר חדש שעודכן במאגר arXiv ב -29 בנובמבר (אך טרם נבדק על ידי עמיתים) מציע כי התפרצויות אלה הן חדשות רעות מסביב ועלולות לשלוח קרניים קטלניות בזווית רחבה בהרבה ממה שחשבו בעבר.
מפעלי קרני גאמא קוסמיות
במהלך העשורים זיהו אסטרונומים שני סוגים של התפרצויות קרני גאמא שמימיות (המכונות GRBs לזמן קצר): ארוכות שנמשכות יותר משתי שניות (עד מספר דקות) וקצרות הנמשכות פחות משתי שניות. אנחנו לא בדיוק בטוחים מה גורם ל- GRB בחלל, אבל מחשבה שהארוכים מיוצרים כאשר הכוכבים הגדולים ביקום שלנו מתים בפיצוצי סופרנובה, ומשאירים אחריהם כוכבי נויטרונים או חורים שחורים. מוות קטציסטי כזה שמשחרר כמויות אנרגיה עצומות באופן מסנוור בהבזק יחסי, וואלה! קרני גמא מתפרצים.
לעומת זאת, GRBs הקצרים, מקורם במנגנון שונה לחלוטין: מיזוג של שני כוכבי נויטרונים. אירועים אלה אינם חזקים כמעט כמו בני דודים שלהם לסופרנובה, אך הם מעוררים מספיק הרס מקומי כדי לייצר הבזק של קרני גאמה.
בתוך מנוע סילון
ובכל זאת, כשכוכבי נויטרונים מתנגשים זה דבר מכוער. כל כוכב נויטרונים שוקל מספר פעמים את מסת שמש כדור הארץ, אך המסה הזו נדחסת לתחום שאינו רחב יותר מעיר טיפוסית. ברגע הפגיעה בין שני חפצים כאלה, הם מסתובבים זה בזה באכזריות בשבריר בריא ממהירות האור.
בשלב הבא, כוכבי הנויטרונים מתמזגים ליצירת כוכב נויטרונים גדול יותר או, אם התנאים צודקים, חור שחור, ומשאיר אחריו שובל של הרס ופסולת מהקטול הקודם. טבעת החומר הזו קורסת על גווייתו של כוכב הנויטרונים לשעבר, ויוצרת מה שמכונה דיסק דיסקרטציה. במקרה של חור שחור שנוצר לאחרונה, הדיסק הזה מזין את המפלצת בלב ערימת ההריסות בקצב של עד כמה שמשות של גז לשנייה.
כשכל האנרגיה והחומר מסתחררים ונשפכים למרכז המערכת, ריקוד מסובך (ומובן היטב) של כוחות חשמליים ומגנטיים מסובב חומר ומשגר מטוסים של אותו חומר למעלה והרחק מהליבה, לאורך ציר הסיבוב של העצם המרכזי ולמערכת שמסביב. אם מטוסים אלה פורצים, הם מופיעים כזרקורים ענקיים וקצרים המתרוצצים מההתנגשות. וכאשר הזרקורים הללו מצביעים על כדור הארץ אנו מקבלים דופק של קרני גאמה.
אבל המטוסים האלה צרים יחסית, וכל עוד לא רואים את ה- GRB חזיתית, זה לא אמור להיות כל כך מסוכן, נכון? לא כל כך מהר.
מפעל ניוטרינו
מסתבר שמטוסים מתגבשים ומתרחקים מאתר מיזוג כוכבי הנויטרונים בצורה מבולגנת ומסובכת. ענני גז מתפתלים זה עם זה ומסובכים זה את זה, וזרמי הקרינה והחומר הרחק מהחור השחור המרכזי אינם באים בקו מסודר ומסודר.
התוצאה היא כאוס מוחלט והרסני.
במחקר החדש, זוג אסטרופיסיקאים בחנו את פרטי המערכות הללו לאחר אירוע ההתנגשות. החוקרים הקדישו תשומת לב רבה להתנהגותם של ענני גז מאסיביים כשהם מתעופפים על עצמם בתוך הסלע המופעל על ידי המטוסים הנמלטים.
לפעמים, ענני הגז הללו מתנגשים זה בזה ויוצרים גלי הלם שיכולים להאיץ ולהניע את מערכות הקרינה שלהם וחלקיקי האנרגיה הגבוהה שלהם, המכונים קרניים קוסמיות. קרניים אלה, המורכבות מפרוטונים וגרעינים כבדים אחרים, מקבלות מספיק אנרגיה כדי להאיץ כמעט למהירות האור, כך שהן יכולות להתמזג באופן זמני כדי לייצר שילובים אקזוטיים ונדירים של חלקיקים, כמו פיונים.
לאחר מכן הדיונים מתפרקים במהירות למקלחות של נייטרינו, חלקיקים זעירים המציפים את היקום אך כמעט ואינם מתקשרים עם חומר אחר. ומכיוון שנייטרינו אלה מיוצרים מחוץ לאזור הצר של הסילון המתפוצץ מה- GRB עצמו, ניתן לראות אותם אפילו כאשר איננו מקבלים את הפיצוץ המלא של קרני הגמא.
הנייטרינים עצמם הם סימן לכך שתגובות גרעיניות אכזריות וקטלניות מתרחשות רחוק יותר ממרכז הסילונים. אנו עדיין לא יודעים בדיוק עד כמה מרחיב אזור הסכנה, אך בטוח יותר מאשר סליחה.
אז, לסיכום: פשוט אל תתקרב לשום מקום ליד כוכבי נויטרונים מתנגשים.
פול מ. סוטר הוא אסטרופיסיקאי באוניברסיטת מדינת אוהיו, מארח שלתשאל איש חלל ורדיו שטח, ומחברמקומך ביקום.
