2 июля 1967 года США Вела 3 а также 4 спутники заметили что-то довольно странное. Первоначально предназначенные для наблюдения за испытаниями ядерного оружия в космосе путем поиска гамма-излучения, эти спутники уловили серию гамма-всплесков (GRB), исходящих из дальнего космоса. И хотя после «инцидента в Веле» прошли десятилетия, астрономы до сих пор не на 100% уверены, что их вызывает.
Одна из проблем заключалась в том, что до сих пор ученые не могли изучать гамма-всплески в реальном качестве. Но благодаря новому исследованию, проведенному международной группой исследователей, GRB впервые были воссозданы в лаборатории. Благодаря этому у ученых появятся новые возможности для изучения GRBs и получения дополнительной информации об их свойствах, что должно уйти далеко вперед в направлении определения причин их возникновения.
Исследование, озаглавленное «Экспериментальное наблюдение управляемой током неустойчивости в нейтральном электрон-позитронном пучке», было недавно опубликовано в Письма о физическом обзоре, Исследование было проведено Джонатоном Уорвиком из Королевского университета в Белфасте и включало сотрудников Национальной ускорительной лаборатории SLAC, Института ускорительных исследований Джона Адамса, Лаборатории Резерфорда Эпплтона и нескольких университетов.
До сих пор изучение GRB было осложнено двумя основными проблемами. С одной стороны, гамма-всплески очень недолговечны и длятся только секунды. Во-вторых, все обнаруженные события произошли в далеких галактиках, некоторые из которых находились на расстоянии миллиардов световых лет. Тем не менее, существует несколько теорий относительно того, что может их объяснить, начиная от образования черных дыр и столкновений между нейтронными звездами до внеземных связей.
По этой причине исследование GRB особенно привлекательно для ученых, поскольку они могут выявить некоторые ранее неизвестные сведения о черных дырах. Ради своего исследования исследовательская группа подошла к вопросу о GRB, как будто они были связаны с выбросами струй частиц, испускаемых черными дырами. Как доктор, преподаватель Королевского университета в Белфасте, объяснил в недавней статье Разговор:
«Лучи, испускаемые черными дырами, будут состоять в основном из электронов и их« антивещественных »компаньонов, позитронов… Эти лучи должны иметь сильные, самогенерируемые магнитные поля. Вращение этих частиц вокруг полей создает мощные вспышки гамма-излучения. Или, по крайней мере, это то, что предсказывают наши теории. Но мы на самом деле не знаем, как будут создаваться поля ».
С помощью своих сотрудников в США, Франции, Великобритании и Швеции команда из Королевского университета в Белфасте использовала лазер Джемини, расположенный в лаборатории Резерфорда в Эпплтоне в Великобритании. С помощью этого инструмента, который является одним из самых мощных лазеров в мире, международное сотрудничество стремилось создать первую мелкомасштабную копию GRB.
Стреляя этим лазером в сложную цель, команда смогла создать миниатюрные версии этих сверхбыстрых астрофизических струй, которые они записали, чтобы увидеть, как они себя вели. Сарри указал:
«В нашем эксперименте мы впервые смогли наблюдать некоторые из ключевых явлений, которые играют главную роль в генерации гамма-всплесков, такие как самогенерация магнитных полей, которая продолжалась в течение длительного времени. Они смогли подтвердить некоторые основные теоретические прогнозы силы и распределения этих полей. Короче говоря, наш эксперимент независимо подтверждает, что модели, используемые в настоящее время для понимания гамма-всплесков, находятся на правильном пути ».
Этот эксперимент был важен не только для изучения гамма-всплесков, он также мог улучшить наше понимание того, как ведут себя различные состояния вещества. По сути, почти все явления в природе сводятся к динамике электронов, так как они намного легче атомных ядер и быстрее реагируют на внешние раздражители (такие как свет, магнитные поля, другие частицы и т. Д.).
«Но в электронно-позитронном пучке обе частицы имеют одинаковую массу, а это означает, что это различие во времени реакции полностью стирается», - сказал доктор Сарри. «Это приводит к ряду захватывающих последствий. Например, в электронно-позитронном мире звук не существовал бы ».
Кроме того, есть вышеупомянутый аргумент, что GRB могут фактически быть доказательством внеземного интеллекта (ETI). В Поисках Внеземного Разума (SETI) ученые ищут электромагнитные сигналы, которые, по-видимому, не имеют естественных объяснений. Зная больше о различных типах электромагнитных всплесков, ученые могли бы лучше изолировать те, для которых нет известных причин. Сарри сказал:
«Конечно, если вы включите свой детектор для поиска выбросов из космоса, вы получите очень много разных сигналов. Если вы действительно хотите изолировать интеллектуальные передачи, вы должны сначала убедиться, что все естественные выбросы точно известны, чтобы их можно было исключить. Наше исследование помогает понять черную дыру и выбросы пульсаров, поэтому, когда бы мы ни обнаруживали что-либо подобное, мы знали, что это не пришельцы из другой цивилизации »
Подобно исследованию гравитационных волн, это исследование служит примером того, как явления, которые когда-то были за пределами нашей досягаемости, теперь открыты для изучения. И так же, как гравитационные волны, исследования GRB, вероятно, принесут впечатляющие результаты в ближайшие годы!
