Am 2. Juli 1967 wurden die USA Vela 3 und 4 Satelliten bemerkten etwas ziemlich Verwirrendes. Ursprünglich für die Überwachung von Atomwaffentests im Weltraum durch Suche nach Gammastrahlung konzipiert, nahmen diese Satelliten eine Reihe von Gammastrahlenausbrüchen (GRBs) auf, die aus dem Weltraum stammen. Und obwohl seit dem „Vela-Vorfall“ Jahrzehnte vergangen sind, sind sich die Astronomen immer noch nicht hundertprozentig sicher, was sie verursacht.
Eines der Probleme war, dass es Wissenschaftlern bisher nicht möglich war, Gammastrahlenausbrüche in irgendeiner realen Kapazität zu untersuchen. Dank einer neuen Studie eines internationalen Forscherteams wurden GRBs erstmals in einem Labor nachgebildet. Aus diesem Grund werden Wissenschaftler neue Möglichkeiten haben, GRBs zu untersuchen und mehr über ihre Eigenschaften zu erfahren, was einen großen Beitrag zur Bestimmung ihrer Ursachen leisten sollte.
Die Studie mit dem Titel „Experimentelle Beobachtung einer stromgesteuerten Instabilität in einem neutralen Elektronen-Positronen-Strahl“ wurde kürzlich in der Briefe zur körperlichen Überprüfung. Die Studie wurde von Jonathon Warwick von der Queen's University in Belfast geleitet und umfasste Mitglieder des SLAC National Accelerator Laboratory, des John Adams Institute for Accelerator Science, des Rutherford Appleton Laboratory und mehrerer Universitäten.
Bisher wurde die Untersuchung von GRBs durch zwei Hauptprobleme erschwert. Einerseits sind GRBs sehr kurzlebig und dauern jeweils nur Sekunden. Zweitens sind alle entdeckten Ereignisse in fernen Galaxien aufgetreten, von denen einige Milliarden Lichtjahre entfernt waren. Dennoch gibt es einige Theorien darüber, was für sie verantwortlich sein könnte, von der Bildung von Schwarzen Löchern und Kollisionen zwischen Neutronensternen bis hin zu außerirdischen Kommunikationen.
Aus diesem Grund ist die Untersuchung von GRBs für Wissenschaftler besonders attraktiv, da sie einige bisher unbekannte Dinge über Schwarze Löcher enthüllen könnten. Für ihre Studie ging das Forscherteam die Frage der GRBs so an, als ob sie mit der Emission von Partikelstrahlen zusammenhängen, die von Schwarzen Löchern freigesetzt werden. Als Dr. ein Dozent an der Queen's University in Belfast, erklärte in einem kürzlich veröffentlichten Artikel mit Die Unterhaltung:
„Die von den Schwarzen Löchern freigesetzten Strahlen bestehen hauptsächlich aus Elektronen und ihren„ Antimaterie “-Begleitern, den Positronen… Diese Strahlen müssen starke, selbst erzeugte Magnetfelder haben. Die Rotation dieser Teilchen um die Felder gibt starke Gammastrahlungsstöße ab. Zumindest sagen dies unsere Theorien voraus. Wir wissen jedoch nicht, wie die Felder generiert werden sollen. "
Mit der Unterstützung ihrer Mitarbeiter in den USA, Frankreich, Großbritannien und Schweden vertraute das Team der Queen's University in Belfast auf den Gemini-Laser, der sich im Rutherford Appleton Laboratory in Großbritannien befindet. Mit diesem Instrument, einem der leistungsstärksten Laser der Welt, wollte die internationale Zusammenarbeit die erste kleine Nachbildung von GRBs erstellen.
Durch das Schießen dieses Lasers auf ein komplexes Ziel konnte das Team Miniaturversionen dieser ultraschnellen astrophysikalischen Jets erstellen, die aufgezeichnet wurden, um zu sehen, wie sie sich verhalten. Sarri gab an:
„In unserem Experiment konnten wir zum ersten Mal einige der Schlüsselphänomene beobachten, die eine wichtige Rolle bei der Erzeugung von Gammastrahlenexplosionen spielen, wie beispielsweise die Selbsterzeugung von Magnetfeldern, die lange anhielt. Diese konnten einige wichtige theoretische Vorhersagen über die Stärke und Verteilung dieser Felder bestätigen. Kurz gesagt, unser Experiment bestätigt unabhängig voneinander, dass die derzeit zum Verständnis von Gammastrahlenbursts verwendeten Modelle auf dem richtigen Weg sind. “
Dieses Experiment war nicht nur wichtig für die Untersuchung von GRBs, es könnte auch unser Verständnis darüber verbessern, wie sich verschiedene Zustände der Materie verhalten. Grundsätzlich sind fast alle Phänomene in der Natur auf die Dynamik von Elektronen zurückzuführen, da sie viel leichter als Atomkerne sind und schneller auf äußere Reize (wie Licht, Magnetfelder, andere Teilchen usw.) reagieren.
"Aber in einem Elektronen-Positronen-Strahl haben beide Teilchen genau die gleiche Masse, was bedeutet, dass diese Ungleichheit in den Reaktionszeiten vollständig beseitigt ist", sagte Dr. Sarri. „Dies bringt eine Reihe faszinierender Konsequenzen mit sich. Zum Beispiel würde Schall in einer Elektronen-Positronen-Welt nicht existieren. “
Darüber hinaus gibt es das oben erwähnte Argument, dass GRBs tatsächlich ein Beweis für Extra-Terrestrial Intelligence (ETI) sein könnten. Bei der Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) suchen Wissenschaftler nach elektromagnetischen Signalen, die keine natürlichen Erklärungen zu haben scheinen. Wenn Wissenschaftler mehr über verschiedene Arten von elektromagnetischen Ausbrüchen wissen, können sie möglicherweise besser diejenigen isolieren, für die keine Ursachen bekannt sind. Sarri drückte es aus:
„Wenn Sie Ihren Detektor so einstellen, dass er nach Emissionen aus dem Weltraum sucht, erhalten Sie natürlich sehr viele verschiedene Signale. Wenn Sie intelligente Getriebe wirklich isolieren möchten, müssen Sie zunächst sicherstellen, dass alle natürlichen Emissionen genau bekannt sind, damit sie ausgeschlossen werden können. Unsere Studie hilft dabei, die Emissionen von Schwarzen Löchern und Pulsaren zu verstehen, sodass wir, wenn wir etwas Ähnliches entdecken, wissen, dass es nicht aus einer fremden Zivilisation stammt. “
Ähnlich wie bei der Erforschung von Gravitationswellen dient diese Studie als Beispiel dafür, wie Phänomene, die früher außerhalb unserer Reichweite lagen, jetzt untersucht werden können. Und ähnlich wie bei Gravitationswellen dürfte die Erforschung von GRBs in den kommenden Jahren beeindruckende Renditen bringen!
