בפינה רחוקה של היקום, משהו נוסע מהר יותר מאור.
לא, חוקי הפיזיקה אינם מופרים: זה עדיין נכון ששום דבר לא יכול לנוע מהר יותר מאור בוואקום של החלל הריק. אך כאשר האור עובר דרך חומר, כמו גז בין-כוכבי או מרק של חלקיקים טעונים, הוא מאט, כלומר חומר אחר עלול לעקוף אותו. וזה עשוי להסביר את הסימטריה המוזרה בפולסים של חלק מהאור האנרגטי ביותר ביקום, שנקרא התפרצויות קרני גאמא.
התפרצויות קריפטיות אלה - הבזקים בהירים של אור קרני גאמה המגיעות מגלקסיות רחוקות - נוצרות כאשר כוכבים מאסיביים קורסים או כאשר כוכבי נויטרונים אולטרה-סוערים מתנגשים. קטליזים אלה שולחים מטוסים מהירים של זום פלזמה חם וטעון בחלל.
אבל לאותות האלה יש סימטריה משונה, והסיבה שהם עושים היא עדיין תעלומה.
פרץ קרני גאמא אינו מתבהר ומעומעם בשיא קבוע אחד, אלא במקום זאת בתבנית מהבהבת, אמר ג'ון הנקילה, אסטרופיסיקאי במכללת צ'רלסטון בדרום קרוליינה.
חכילה עבדה על חידה זו במשך שנים. כעת, יש לו ולמשתף פעולה פיתרון: פלזמה שנוסעת לאט יותר ומהירה ממהירות האור יכולה להסביר את התבנית המהבהבת הזו, כפי שהם מדווחים במאמר שפורסם בספטמבר 23 בכתב העת The Astrophysical. אם הם צודקים, זה עשוי לעזור לנו להבין מה בעצם מייצר קרני הגמא הללו.
דיטר הרטמן, אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת קלמסון שלא היה מעורב במחקר, "אני חושב שזה צעד נהדר קדימה", שמחבר בין התופעות בקנה מידה קטן בפלזמה לתצפיות בקנה מידה גדול שלנו.
בשנים האחרונות מצאה חכילה כי להתפרצויות קרני הגמא יש תנודות קטנות בבהירות על רקע ההתבהרות והעמעום הכולל שלהם. אם מפחיתים את ההבהרה והעמעום הכללי, נותרים לך סדרה של פסגות קטנות יותר - פסגה ראשונית אחת עם פסגות קטנות יותר בהירות לפני ואחרי. והדפוס הזה סימטרי באופן מוזר. אם אתה "מקפל" את התבנית בשיא הראשי ומותח צד אחד, שני הצדדים מתאימים להפליא. במילים אחרות, דפוס האור של הדופק של פרץ קרני-גמא מרמז על מערכת אירועים המשתקפים.
"כל מה שקרה בצד הקדמי קרה בצד האחורי," אמרה חכילה. "והאירועים ידעו לקרות בסדר הפוך."
אף על פי שהאסטרונומים אינם יודעים מה גורם לפליטת קרני gamma בסולם החלקיקים, הם די בטוחים שזה קורה כאשר מטוסי פלזמה הנוסעים בקרבת מהירות האור מקיימים אינטראקציה עם גזים מסביב. חכילה ניסה להמציא הסברים כיצד מצבים אלו עשויים ליצור פולסי אור סימטריים כאשר שמע מרוברט נמירוף, אסטרופיזיקאי באוניברסיטה הטכנולוגית במישיגן.
נמירוף בחן מה קורה כאשר חפץ עובר במדיום מסביב מהר יותר מהאור שהוא פולט, המכונה תנועה על-לומית. במחקר קודם, נמירוף גילה שכאשר אובייקט כזה עובר ממסע איטי יותר מאור למהיר מאור, או להפך, מעבר זה יכול לעורר תופעה המכונה הכפלה של דימוי רלטיביסטי. נמירוף תהה אם זה יכול להסביר את הדפוסים הסימטריים שחקילה מצאה בפולסים של קרני gammas.
אז מה בדיוק הוא "דימוי יחסיות?" דמיין סירה שיוצרת אדוות כשהיא עוברת על פני אגם לכיוון החוף. אם הסירה נעה לאט יותר מהגלים שהיא יוצרת, אדם העומד על החוף יראה את אדוות הסירה פוגעות בחוף בסדר שהסירה יצרה אותן. אבל אם הסירה נעה מהר יותר מהגלים שהיא יוצרת, הסירה תעקוף את הגל הראשון שהיא יוצרת רק כדי ליצור אדווה חדשה מול אותו אחד וכן הלאה. באופן זה, האדוות החדשות שיצרו הסירה יגיעו לחוף מוקדם יותר מהגלים הראשונים שיצרה. אדם העומד על החוף יראה את האדוות פוגעות בחוף בסדר הפוך בזמן.
אותו רעיון חל גם על התפרצויות קרני גמא. אם הסיבה להתפרצות קרני גאמה נעה מהר יותר מהאור שהוא פולט בגז והחומר הסובב אותו, היינו רואים את דפוס הפליטה בסדר כרונולוגי הפוך.
חכילה ונמירוף נימקו שהדבר יכול להוות מחצית מהדופק הסימטרי של פרץ הגמא.
אבל מה אם החומר היה נוסע לאט יותר ממהירות האור, אך אז הוא מאיץ? מה אם זה יתחיל מהר ואז יואט? בשני המקרים, אנו עשויים לראות את הפליטה הן בסדר כרונולוגי והן בסדר כרונולוגי הפוך ממש אחד אחרי השני, ויוצרים דפוס דופק סימטרי כמו הפסגות הסימטריות שנצפו בפרצי קרני גאמה.
בפאזל זה עדיין חסרים חלקים. ראשית, החוקרים עדיין לא יודעים מה גורם להתפרצויות אלה בסדר גודל מיקרוסקופי. אולם המודל המוצע הזה נותן לחוקרים רמז קטן במצוד כדי למצוא את הגורם האולטימטיבי להתפרצויות קרני גאמה, אמר הרטמן.
