Gamma stari ir daļa no lielās enerģijas Visuma

Ikviens ir dzirdējis par elektromagnētisko spektru. Tā ir visu gaismas viļņu garumu un frekvenču kolekcija, sākot no radio un mikroviļņu krāsām līdz ultravioletajiem un gamma. Gaismu, ko mēs redzam, sauc par spektra "redzamo" daļu. Pārējās frekvences un viļņi ir mūsu acīm neredzami, bet nosakāmi, izmantojot īpašus instrumentus.

Gamma stari ir visaktīvākā spektra daļa. Viņiem ir īsākie viļņu garumi un augstākās frekvences. Šīs īpašības padara tās par ārkārtīgi bīstamām dzīvībai, bet tās arī saka astronomiem a daudz par objektiem, kas tos izstaro Visumā. Gamma stari notiek uz Zemes, tie tiek radīti, kad kosmiskie stari ietekmē mūsu atmosfēru un mijiedarbojas ar gāzes molekulām. Tie ir arī radioaktīvo elementu sabrukšanas blakusprodukts, jo īpaši kodolsprādzienos un kodolreaktoros.

Gamma stari ne vienmēr ir nāvējoši draudi: medicīnā tos lieto cita starpā vēža ārstēšanai. Tomēr ir arī šo slepkavas fotonu kosmiskie avoti, un visilgāk tie palika astronomu noslēpums. Viņi palika tā, līdz tika uzbūvēti teleskopi, kas varētu noteikt un izpētīt šīs lielās enerģijas emisijas.

Mūsdienās mēs daudz vairāk zinām par šo starojumu un no tā, kur tas nāk no Visuma. Astronomi atklāj šos starus no ārkārtīgi enerģiskām darbībām un tādiem objektiem kā supernovas sprādzieni, neitronu zvaigznes, un melnā cauruma mijiedarbība. Tos ir grūti izpētīt iesaistīto augsto enerģiju dēļ, tie dažreiz ir ļoti spilgti "redzamā" gaismā, un tas, ka mūsu atmosfēra mūs aizsargā no lielākās daļas gamma staru. Lai "redzētu" šīs darbības pareizi, astronomi nosūta specializētus instrumentus kosmosā, lai viņi varētu "redzēt" gamma starus no augstu virs Zemes esošās gaisa aizsargājošās segas. NASA riņķo apkārt Ātri satelīts un Fermi gamma staru teleskops ir vieni no instrumentiem, kurus astronomi šobrīd izmanto, lai noteiktu un izpētītu šo starojumu.

Pēdējo desmitgažu laikā astronomi ir atklājuši ārkārtīgi spēcīgus gamma staru pārrāvumus no dažādiem debesu punktiem. Ar "garu" astronomi domā tikai no dažām sekundēm līdz dažām minūtēm. Tomēr to attālums, sākot no miljoniem līdz miljardu gaismas gadu attālumā, norāda, ka šiem objektiem un notikumiem jābūt ļoti spilgtiem, lai tos varētu redzēt visā Visumā.

Tā sauktie “gamma staru pārrāvumi” ir visspēcīgākie un spilgtākie notikumi, kādi jebkad reģistrēti. Viņi dažās sekundēs var izvadīt apbrīnojamu enerģijas daudzumu - vairāk nekā Saule izdalīs visā tās pastāvēšanas laikā. Vēl pavisam nesen astronomi varēja tikai spekulēt par to, kas izraisīja tik milzīgus sprādzienus. Tomēr nesenie novērojumi viņiem ir palīdzējuši izsekot šo notikumu avotiem. Piemēram, Ātri satelīts uztvēra gamma staru pārrāvumu, kas radās melnā cauruma rašanās brīdī un atradās vairāk nekā 12 miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes. Tas ir ļoti agri Visuma vēsturē.

Ir īsāki pārrāvumi, mazāk nekā divas sekundes, kas gadiem ilgi tiešām bija noslēpums. Galu galā astronomi saistīja šos notikumus ar darbībām, ko sauc par "kilonovām", kuras notiek, saplūstot divām neitronu zvaigznēm vai neitronu zvaigznei vai melnajam caurumam. Apvienošanās brīdī tie izdala īsus gamma staru pārrāvumus. Viņi var izstarot arī gravitācijas viļņus.

Gamma-staru astronomijas sākums bija Aukstais karš. Gama staru pārrāvumus (GRB) pirmo reizi sešdesmitajos gados atklāja Vela satelītu flote. Sākumā cilvēki uztraucās, ka tās ir kodolieroču pazīmes. Nākamo gadu desmitu laikā astronomi sāka meklēt šo noslēpumaino precīzo avotu sprādzieni, meklējot optiskās gaismas (redzamās gaismas) signālus un ultravioletā, rentgena un signāli. Programmas atklāšana Komptona gamma staru observatorija 1991. gadā sāka meklēt kosmiskos gamma staru avotus jaunos augstumos. Tās novērojumi parādīja, ka GRB notiek visā Visumā un ne vienmēr mūsu Piena ceļa galaktikā.

Kopš tā laika BeppoSAX observatorija, kuru izveidojusi Itālijas Kosmosa aģentūra, kā arī Augstas enerģijas pārejošs pētnieks (ko uzsācis NASA) ir izmantoti GRB noteikšanai. Eiropas Kosmosa aģentūras INTEGRĀLS misija pievienojās medībām 2002. gadā. Pavisam nesen Fermi gamma staru teleskops ir apsekojis debesis un kartējis gamma staru izstarotājus.

Nepieciešamība ātri noteikt GRB ir būtiska, lai atrastu notikumus, kas izraisa lielu enerģiju, kas tos izraisa. Pirmkārt, ļoti īsie notikumi ļoti ātri izzūd, tāpēc ir grūti izdomāt avotu. X satelīti var uzņemt medības (jo parasti tur ir saistīts rentgena uzliesmojums). Lai astronomiem palīdzētu ātri ienākt GRB avotā, Gamma staru satricinājumu koordinātu tīkls nekavējoties nosūta paziņojumus zinātniekiem un institūcijām, kas iesaistītas šo uzliesmojumu izpētē. Tādā veidā viņi var nekavējoties plānot novērojumus, izmantojot zemes un kosmosa optiskos, radio un rentgena observatorijas.

Kad astronomi pētīs vairāk šo uzliesmojumu, viņi iegūs labāku izpratni par ļoti enerģētiskajām darbībām, kas tos izraisa. Visums ir piepildīts ar GRB avotiem, tāpēc arī tas, ko viņi iemācīsies, pastāstīs mums vairāk par kosmosu ar lielu enerģiju.

• Gama stari ir visenerģiskākais zināmais starojuma veids. Tos izdala ļoti enerģiski objekti un procesi Visumā.
• Gamma starus var radīt arī laboratorijā, un šāda veida starojums tiek izmantots dažās medicīniskās lietojumprogrammās.
• Gamma staru astronomija tiek veikta ar orbītā esošajiem satelītiem, kas tos var atklāt bez traucējumiem no Zemes atmosfēras.