דמיין לעצמך להסתכל על בתים אדומים, ולפעמים אתה רואה עורב חולף על פניו. העורב והבית יכולים להיות במרחק של קילומטרים זה מזה, אז זה בטח בלתי אפשרי, נכון? ובכן, לפי סקר חדש אם אתה מסתכל על קוואזאר, תראה גלקסיה מול 25% מהזמן. אבל עבור התפרצויות קרני גאמה, כמעט תמיד יש גלקסיה שמתערבת. למרות שהם יכולים להיות מופרדים על ידי מיליארדי שנות אור. תברר את זה. ד"ר ג'ייסון פרוקאסקה, מאוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז מדבר איתי על התוצאות המוזרות שהם מצאו, ומה יכול להיות הגורם לכך.
האזן לראיון: הבדל תמוה (7.8 מגה בייט)
או הירשם לפודקאסט: universetoday.com/audio.xml
פרייזר קיין: אוקיי, לתת לאנשים קצת רקע, מה ההבדל בין פרץ קרני גאמה לקוואזר? אני מניח שהם די שונים.
ד"ר פרוחסקה: כן, אולי אתחיל עם קווי הדמיון. שניהם אובייקטים מעניינים מאוד לחקר הקוסמולוגיה מכיוון שהם חפצים בהירים במיוחד. דמיון נוסף הוא שאנו מאמינים ששניהם קשורים לחורים שחורים, אך לאחר מכן יש הבדל גדול בין שני סוגי העצמים. הקוואזרים מאמינים שהם חורים שחורים סופר-מסיביים - כך שחורים שחורים, אך מאסיביים במיוחד, בחלק מהמקרים מסיביים כמו גלקסיה. הטסת גז על החור השחור מתחממת והאור שאנו רואים הוא הקוואזאר. מכיוון שהם סופר-מסיביים, הם יכולים להביס המון המון דלק, וכתוצאה מכך הם יכולים להאיר בהיר מאוד שניתן לראות ממרחקים גדולים מאוד.
לפחות קרן גמא התפרצה, שעיתון זה מבוסס על - ישנם שני סוגים - היא תוצאה של כוכב מסיבי, כוכב בודד, אבל די מסיבי, בסדר גודל של 10-50 מאסיבי כמו השמש שלנו, מגיע עם מותו של כוכב. בסוף תוחלת החיים הטבעית שלה. עם מותו הוא יוצר חור שחור, וכמה חלק מהכוכבים הללו, אנו מאמינים כי הם מייצרים פרצי קרני גאמה.
פרייזר: ועשית סקר של קוואזרים ופרצי קרני גאמה, ומה מצאת?
ד"ר פרוחסקה: הכנסתי קודם סטודנט לפרויקט עם קוואזרים. יש מאגר מידע ציבורי שנקרא Sloan Digital Sky Survey, והוא סקר חלק גדול מהשמיים הצפוניים. והם לקחו ספקטרום של קרוב למיליון חפצים, בעיקר סקר גלקסיות בליבה. בנוסף ללימוד הגלקסיות, הם למדו גם קוואזרים. הם לקחו ספקטרוסקופיה של כ -60,000 קוואזרים כעת, והם פרסמו את הנתונים האלה בפומבי לכל מי שרוצה אותו. פחות או יותר, הסתובבנו במאגר זה, וחיפשנו חתימות של גלקסיות שנמצאות בינינו לבין הקוואזרים. אז אם יש לך קוואזר במרחק גדול מאוד, מכיוון שהם נוטים לשקר, יש סיכוי שיש גלקסיה די גדולה בינינו לבין הקוואזר ההוא. הגלקסיה חושפת את עצמה על ידי קווי הקליטה על הקווסר. אז אתה מנתח את הספקטרום של הקוואזר, אתה רואה את התכונות האלה הקשורות לקוואר שהן מאוד מובחנות, אך יתכן שתראה היעדר אור במקרה זה. טביעת האצבע של הגלקסיה עצמה שבמקרה טמונה בינינו לבין הקווסר. סוג כזה של מדע הוא משהו שעשיתי מזה 12 שנים. ראיתי את הסטודנט שלי לחקור את 50,000 הקוואזרים האלה בסקר סלואן ולספור באיזו תדירות יש לנו גלקסיה בינינו לבין הקוואזר. זה הצעד הראשון והאגוזים והיש הרבה מדע שיכול לצאת מתוך חיפוש כזה אחר הגלקסיות האלה.
פרייזר: אז אולי לא תוכלו לראות ויזואלית אם יש שם גלקסיה, אבל תוכלו לזהות אותה.
ד"ר פרוחסקה: זה נכון. שביל החלב שלנו מלא בכוכבים וגז ואבק. מבחינת הבריאונים, הפרוטונים והנויטרונים. שלושת השלבים העיקריים בהם מתגוררים הברונים בנתיב החלב הם כוכבים, אותם אתה רואה די בקלות, גז, שהוא פחות או יותר בלתי נראה, אך אכן פולט בגובה 21 ס"מ - טכניקה ידועה המשמשת למיפוי גז בגלקסיה שלנו עם טלסקופים רדיו. אבל גז יכול גם לספוג אור. הוא אמנם פולט באורכי גל של 21 ס"מ, אך הוא גם סופג בתדרים ספציפיים. זה יספוג אור מעצם רקע. וכך כמעט לכל הגלקסיות יש לא רק כוכבים אלא הגז שהכוכבים הללו נוצרים מתוך, ואפשר לזהות את הגלקסיה, חתימתה של אותה גלקסיה על ידי לימוד הגז. וזו הטכניקה שאנו משתמשים בקוואזרים, וזו אותה טכניקה שאנו משתמשים עבור התפרצויות קרני גאמה.
פרייזר: נכון, ומה מצאת עם התפרצויות קרני הגמא?
ד"ר פרוחסקה: למעשה, נקודה חשובה אחת שנשארתי מההשוואה בין קוואזרים להתפרצויות קרני גאמה היא שהם בהירים מאוד. כמו בשמם, הם פולטים הרבה קרני גאמה, אך חלק ניכר מהם - בטח יותר ממחציתם - פולטים גם קרינה באולטרה סגול, ברנטגן, באור אופטי, אפילו ברדיו, והם מאוד בהירים בתדרים אלה. . וכך אנו יכולים לראות אותם ברחבי היקום בתדרים האולטרה סגולים או האופטיים, ולהשתמש בהם כדי לחקור את הגז שנמצא בינינו לבין פרץ קרני הגמא. מה ששונה בקוואזרים, נכון לעכשיו, הוא שיש הרבה פחות פרצי קרני גאמה שהתגלו. זה דורש לוויין חלל כדי לזהות את התופעות, כמות לא מבוטלת של טכנולוגיה שלא הייתה קיימת ברמה נהדרת עד לאחרונה. אז מספר הדברים האלה שהתגלו עדיין מספרים בשנות האלפיים, אבל רק 1-200 שאנחנו יכולים ללמוד בפירוט רב. זה מה שעשינו, לקחת אפילו תת-קבוצה של 100 לערך לערך, רכשנו את הספקטרום של פרץ קרני הגמא, ושוב חיפשנו את חתימת הגלקסיות שנמצאות בינינו לבין הפרץ, שוב דרך הגז. תוצאת קליפת האגוז היא שלמרות שיש לנו מדגם קטן של התפרצויות קרני גאמה, שפע יתר משמעותי של יותר גלקסיות לעבר פרצי קרני גאמה, יש לכיוון קוואזרים.
פרייזר: כמה עוד?
ד"ר פרוחסקה: המספר כעת הוא 4, זה נמדד היטב. אני אומר שהשגיאה היא 1, אז 4 פלוס ומינוס 1. מה שמשמעותי הוא שזה שיפור. השיפור עשוי יום אחד להתברר כ -3 או אולי 1.5, אך השיפור בקוואזאר מאוד קול.
פרייזר: משום מה יש יותר גלקסיות בינינו וקרני הגמא הרחוקה מתפרצות בינינו לבין קוואזרים. איך זה אפשרי? הם כל כך רחוקים זה מזה.
ד"ר פרוחסקה: נכון, וזה הדבר הראשון להדגיש הוא שלפני אפרי, אין לנו שום ציפייה שהגלקסיות שאנו אקראיים לעבר קוואזארים או התפרצויות קרני גאמה קשורות למקור האור ברקע זה. שוב, אנו מוצאים קוואזר במרחק גדול מאיתנו, הגלקסיה נמצאת גם במרחק מאיתנו, אך גם בה בעת, מרחק גדול מאוד מהקוואזר. עד כדי כך שלא תצפו לאף אסוציאציה; שום קשר כבידתי, לא אלקטרומגנטי, שום קשר פיזי בין הגלקסיה שאנו מזהים לבין הקווסר. וזה נכון גם לניסוי פרץ קרני הגמא. התפרצויות קרני הגמא נמצאות במרחק גדול מאיתנו, אנו רואים גלקסיות כלפיו - הן נמצאות במרחק גדול מאיתנו, אך גם במרחק גדול מפרץ קרני הגמא. ושוב, אין לנו ציפיות מקדימות למערכת יחסים פיזית כלשהי בין אותה גלקסיה לבין פרץ קרני הגמא שמאחוריה. בהחלט על פני השטח זה די מהמם, הבדיקה די פשוטה. התגובה המיידית שלנו היא, בסדר, מה קורה?
יש שלוש הטיות, או הסברים - באסטרונומיה נקרא להטיות הבחירה. ושלושת ההסברים העיקריים, ההסברים הברורים, שעשויים להביא לך לתוצאה זו הם ראשונים: אבק. לגלקסיות, כאמור, יש חשיבות בשלושה שלבים: בכוכבים, גז ואבק. ברוב הגלקסיות, או ככל הנראה בכל הגלקסיות, יש אבק בתוכם. וההיבט העיקרי של האבק הוא שהוא מכבה את מקור הרקע. אז אתה מפזר קצת אבק בינך לבין הקוואזר, ואתה הולך לגרום לו להיות מתוחכם. לגלקסיות האלה יש אבק בתוכם, ותוכלו לדמיין שבעצם חסר קוואזרים, כשאתם מבצעים סקר זה בכל רחבי השמים. גלקסיות שיש בהן הרבה אבק יטשטשו את הקוואזר ולעולם לא תסתכלו על זה. זה לעולם לא ייספר במדגם שלך. אבל התפרצויות קרני גאמה, שמתגלות בגישה שונה מאוד, באמצעות קרני גאמה, לא היו רגישות לאבק הזה - עדיין תוכלו לזהות את פרץ קרני הגמא ולספור אותו במדגם שלכם. אז תסיימו עם כמות יתר של חפצים במדגם קרני הגמא, בהיעדר קוואזרים בגלל האבק. הסיבה לכך שאיננו חושבים שזו התשובה היא שיש לנו תחושה טובה עד כמה האבק הוא הגלקסיות, וזה לא מספיק כדי להסיר מספיק קוואזרים מהמדגם כדי לפצות על ההבדל על ידי גורם של 4.
אז זה ההסבר מספר 1. המספר 2 יכול להיות שההנחה האפולית שלנו, שהגז לא קשור להתפרצות קרני הגמא או שהקוואזר שגוי. אמרתי שהגז הזה נמצא במרחק גדול מאיתנו, ומהקוואזאר ומקרינת הגמא. כנראה שהבעיה הקשה ביותר באסטרונומיה היא למעשה מרחק מדידה. אני לא באמת מודד את מרחק הגז, אני מודד את ההיסטה האדומה של הגז וזה נותן לי הערכה של המרחק, מתוך הנחה שההיסטה האדומה נובעת מהתרחבות היקום. ממש משמרת אדומה זה רק מהירות. אז אני מודד את מהירות הגז, אני מודד את המהירות של פרץ קרני הגמא. אני יודע שהשניים שונים זה מזה, שאני יודע בעובדה מדעית מוחלטת. אני מניח שההבדל במהירויות נובע מהתרחבות היקום ומכאן המרחק בין העצמים. אבל יתכן שפרצי קרני הגמא ממש פיזרו את הגז הזה במהלך הפיצוץ, נניח, במהירויות גבוהות מאוד כך שיש לו מהירות שונה מזו שפרץ קרני הגמא עצמה, וזו הסיבה להבדל בהיסטה האדומה, מכאן שגורם לי לומר שיש להם מרחקים שונים. אם כך, על קצה המזלג, ההסבר למספר 2 הוא שפרצי קרני הגמא פולטים גז במהירות גבוהה מאוד ואנחנו מודדים את הגז הזה ומכנים אותו גלקסיה, כשלמעשה זה פשוט גז שמופלט מהתפרצות קרני הגמא . זו עדיין אפשרות קיימא כרגע. המסמך הנגדי לכך, והוא יציב הוא שבמקרים רבים זיהינו לא רק את הגז, אלא גם כוכבים מהגלקסיה שחייבים לארח את הגז הזה. כך שלא רק שיהיה צורך להפיץ את הגז, אלא שתצטרך להפיל גלקסיה על ידי פרץ קרני הגמא, וזה מתחיל למתוח את הדמיון.
אז זה מוביל לדלת מספר 3 שהיא עדשת הכבידה. לגלקסיות, כל דבר שיש לו מסה, יש השפעה בכך שהעצמים מאחוריהם הם בהירים יותר ממה שהם באמת. אנו חושבים שיש לנו כאן גלקסיות, אנו יודעים שיש לנו ריכוז המוני, ולכן לא מן הנמנע שהן משפיעות על בהירות האובייקט מאחוריהן, והופכות את התפרצויות קרני הגמא להרבה יותר בהירות ממה שהן היו אחרות. הסיבה העיקרית לכך שאנו רואים את פרצי קרני הגמא היא מכיוון שיש לנו שם גלקסיה. אנו זקוקים לגלקסיה שם כדי לראות את קרן הגמא מתפרצת. וזה אפקט בחירה שבו אם לא הייתה לנו גלקסיה, לא היינו רואים אותה וזה מוביל לשפע יתר של קוואזרים, שם הקוואזרים אולי מספיק בהירים בלי הגלקסיות. והעדשת כבידה, כפי שאתה בטח יכול לדעת, זה לא משהו שעבדתי עליו באופן ישיר, אבל המומחים בתחום אומרים לי שזה לא הסבר סביר, או ההסבר הדומיננטי לתוצאה.
פרייזר: אז יש לך רעיונות.
ד"ר פרוחסקה: כן, בהחלט עברנו את שלושת המובנים מאליהם, אלה שכל אחד היה מעלה איתם, ובכל זאת יש לנו טיעוני נגד חזקים למדי לאלה. קבוצה אחרת העלתה רעיון רביעי נוסף, שלדעתי היה די חכם, שלקוואזרים יש גודל הבדל מאשר התפרצויות קרני גאמא. זה קצת עדין איך זה יכול לעשות את ההבדל הגדול, אבל הם אמרו, אולי זה ההסבר, ובכל זאת אנחנו ואחרים הגענו עם טענות נגד חזקות באמת נגד דלת מספר 4 בנקודה זו. לארבעת הרעיונות הגונים שהוצעו יש כישלונות עבורם.
פרייזר: אז מה הלאה אז? אני מניח שתחפש נתונים נוספים.
ד"ר פרוחסקה: בהחלט אני רוצה לשלול שהגז קשור להתפרצות קרני הגמא, וזה נורה מתוך התפרצויות קרני הגמא. אני באמת רוצה להוכיח שאחת מהן בהחלט לא נכונה, והדרך לעשות זאת היא לזהות את הגלקסיה והכוכבים בפועל הקשורים לגז. אז אנשים בצוות שלנו וצוותים אחרים חוזרים ומחפשים את הגלקסיה שממש מחזיקה את הדלק. אם לא מצאנו גלקסיות, אני חושב שזה היה אמון יותר לרעיון שהגז הופלט על ידי פרץ קרני הגמא. אז בהחלט יש לעשות עבודה בחקר הגלקסיות הקשורות אליה. באותם שורות, אנו יכולים להסיק כמה מסת יש בגלקסיות ולבדוק טוב יותר את השערת עדשת הכבידה, כמו גם ללמוד כמה אבק נמצא בגלקסיות כדי לבחון את השערת האבק. אפילו בזמן שאני משחק אותם, ואני חושב שזה בהחלט צריך אותנו ללמוד כמה שיותר על הגלקסיות לקראת התפרצויות קרני הגמא כדי לראות אם קורה משהו מצחיק או כל תכונות אחרות שיכולות להסביר את התוצאה. הדבר הברור הנוסף לעשות, וזה ייעשה, הוא רק לחכות להתפרצויות נוספות של קרני גאמה ולחזור על הניסוי על קווי ראייה נוספים. וכך נכון לעכשיו יש את הטלסקופ החלל הזה של נאס"א סוויפט בפעולה. שם נקבל עשרה, אולי אפילו מאה ויותר פרצי קרני גאמה, שנוכל לחזור עליהם על הניסוי, ונמצא בצורה צלילה מאוד עד כמה הוא מובהק סטטיסטית.
פרייזר: האם יש איזה רעיון שהוא לגמרי בחוץ שאתה חושב שאפשר?
ד"ר פרוחסקה: אני בטוח שיהיו מאמרים שנכתבו בשורות האלה. זו לא תהיה האפשרות המועדפת עלי כרגע. אבל, אני מדען, אני ריאליסט. הבאנו את המסר שיש הממצא המוזר הזה, והסתכלנו מאוד על איך עשינו את המחקר, עשינו תפוחים לתפוחים לפי מיטב היכולת שלנו, ואני חושב שעשינו עבודה הוגנת מזה. זה סוג של שלב 1. שלב 2, כצופה, אני מרגיש שעלי להיות מסוגל להסביר את התוצאה ברגע שיש לנו את זה. כאמור, הגענו עם שלושת הרעיונות, ולצערי, אני לא חושב שמישהו מאלו נתקע כרגע. אם אוכל להרוג את כל הרעיונות, ואם התוצאה תעמוד בקצב של 50 התפרצויות קרני הגמא הבאות, בשלב זה אתה צריך לחזור להנחות הראשוניות שלך; אחד מהם הוא הקוסמולוגיה כפי שאנו מכירים אותה. אני אומר שאני קרוב לכל מקום לזה, אבל תן לי שנתיים ואם הדברים לא ישתנו ממה שאנחנו רואים, כן, אני חושב שאתה צריך לחזור כל הדרך לשלב 0 בשורת ההנחות שלך לגבי היקום.
