Universets voldsomste eksplosjoner

1
Universets voldsomste eksplosjoner
Norske amatørastronomer studerer Universets
merkeligste og fjerneste fenomener
De tyngste og mest ekstreme stjernene i
verdensrommet lager de voldsomste av alle
eksplosjoner når de dør. Et område av rommet på
størrelse med Oslo stråler en kort stund like
kraftig som hele resten av Universet til sammen!
Selv om eksplosjonene skjer ved ytterkanten av
vårt univers, kan lysblaffene sees fra Jorden.
Når slike eksplosjoner skjer i vår egen galakse,
kan resultatet bli katastrofalt på Jorden.
Heldigvis går det flere millioner år mellom hver
gang dette skjer. Dessuten kan de trolig varsles!
Ill. Einar Bordewich
2
Fra Universets fjerneste avkroker sender
ufattelig voldsomme eksplosjoner kortvarige blaff
av gammastråling en type radioaktiv stråling -
i retning Jorden. Slike gammaglimt skjer omtrent
en gang i døgnet og varer fra under ett sekund
til noen få minutter.
Gammaglimtene ble oppdaget av amerikanske
spionsatellitter i 1967. I stedet for
gammastråling fra sovjetiske prøvesprengninger på
Månens bakside oppdaget man kortvarige blaff av
gammastråling for det ytre rom!
Ill. Peter Mészáros, Department of Astronomy and
Astrophysics, Pennsylvania State University
3
Astronomiens største mysterium
Stadig mye gammaglimt ble oppdaget og i 1973 ble
endelig fenomenet offentlig kjent. På 30 år etter
oppdagelsen ble mange tusen gammaglimt observert,
over 5000 vitenskapelige artikler publisert og
utallige teorier fremsatt. Ingen gammaglimt
gjentok seg, ingen lot seg knytte til kjente
objekter og aldri ble annen type stråling enn
gammastråling observert. Inntil
1997! Gammastråling er vanskelig å observere
den går tvers igjennom de fleste instrumenter.
Atmosfæren gjør at fenomenet må studeres fra
verdensrommet. I 1997 klarte endelig et
observatorium i rommet å sende rask beskjed til
bakken om hvor teleskopene skulle rettes. Og der
var det en lyskilde som raskt sluknet hen!
Kilden var mange milliarder lysår borte.
Ufattelige energimengder måtte derfor være sendt
ut og det skjedde lenge før Jordens tilblivelse!
Voldsomme jetstråler skyter ut av en stjerne et
gammaglimt oppstår. Dersom jetstrålene og deres
strålebunter peker mot oss, vil vi se et
gammaglimt når lyset når frem. Men det kan ta
mange milliarder år! Ill. Einar Bordewich
4
Ufattelige energimengder
Noen få gammaglimt er så ekstreme at de påvirker
Jordens atmosfære. Dette skjedde blant annet i
1983 og 22. februar 2001. Den intense
gammastrålingen ioniserte den øvre delen av
atmosfæren slik at radiosambandet mellom
kontinentene ble påvirket. Kilden til utbruddet i
2001 var 9 milliarder lysår unna! Lyset ble sendt
ut 4,5 milliarder år før Jorden ble til. Til
tross for avstanden var virkningene på atmosfæren
like sterk som fra kraftige utbrudd på Solen.
Kanskje ble det til og med registrert økt
radioaktiv stråling på bakken.
Et av tidenes kraftigste gammaglimt ble sett i
januar 1999. En kort stund ville lysblaffet vært
synlig i en prismekikkert, kanskje til og med
uten kikkert. En stund strålte kilden kraftigere
enn resten av Universet til sammen. Ikke dårlig
av en stjerne! Lyystyken på ettergløden avtok
raskt. Da Romteleskopet tok dette bildet 16 døgn
senere, var den likevel mye kraftigere enn hele
vertsgalaksen til sammen. Foto The Caltech Team
/ Space Telescope Science Institute / NASA
5
Dødsstjernene
Hadde utbrudd som de i februar 2001 og januar
1999 skjedd i vår egen galakse, ville store deler
av livet på Jorden bukket under. Det samme ville
trolig vår sivilisasjon. Vår galakse Melkeveien
er hele 100 000 lysår i diameter. Men dødelig
avstand til de verste gammaglimtene kan være 2
millioner lysår! I tillegg til direkte
stråleskader, ville all teknologi i rommet bli
ødelagt og ozonlaget ville bli borte i årevis.
Den ødelagte atmosfæren ville vært radioaktiv i
mange tusen år. Et gammaglimt i vår galakse kunne
lett tilført atmosfæren like mye energi som om
alle atomvåpen i verden ble avfyrt samtidig!
Heldigvis er galaktiske gammaglimt svært sjeldne!
Det går i snitt trolig 100 000 10 millioner år
mellom hver gang et slikt peker mot oss. Men
slike katastrofer har trolig skjedd flere ganger
opp gjennom Jordens historie. Gammaglimt kan ha
stor betydning for hvilken mulighet intelligent
liv har til å utvikle seg rundt omkring i
Universet.
Ill. Einar Bordewich
6
De kan varsles!

• Gammaglimtene ser ut til å skyldes to ulike
  fenomener
• Meget tunge stjerner som roterer raskt. Når disse
  dør, eksploderer de som hypernovaer som er minst
  en million ganger voldsommere enn en supernova. I
  kjernen dannes et sort hull og to ekstremt
  voldsomme jetstråler brøyter seg vei ut av
  stjernen og forårsaker gammaglimt. Norsk
  forskning på disse tunge stjernene viser at
  dersom stjernene overvåkes, vil de gi tegn
  opptil 1,5 år før eksplosjonen. Man kjenner 215
  slike stjerner i vår galakse
• Meget kompakte stjerner (nøytronstjerner eller
  sorte hull) som smelter sammen. Det finnes rundt
  250 av disse i vår galakse. Sammensmeltningen kan
  forutsies nesten til nærmeste sekund.

Ettergløden til det ekstreme gammaglimtet i
februar 2001 ble grundig observert, blant med
Romteleskopet som har tatt disse bildene.
Radioteleskoper har avslørt at utbruddet skjedde
i et område med svært intens stjernedannelse. Med
gammaglimt finner vi de første stjernene og
galaksenes byggeblokker. Foto Caltech/STScI/NASA
7
Unik kampanje
Det avanserte gammaglimt-observatoriet HETE-2 ble
skutt opp 9. oktober 2000. Fra høsten 2001 har
det vært operativt. Astrofysisk institutt, UiO og
Norsk Astronomisk Selskap har gått sammen om en
unik observasjonskampanje. I løpet av 1-2
minutter etter at alarmen har gått på HETE-2 i
verdensrommet, kommer alarmer til norske
amatørastronomer via e-post og SMS-meldinger på
mobiltelefon.
De viktigste observasjonene med teleskoper på
bakken må gjøres de første minuttene etter et
gammaglimt. Profesjonelle observatorier bruker
altfor lang tid på å stille inn sine teleskoper.
Amatørastronomer har derimot muligheten, men de
må umiddelbart ha beskjed om hvor de skal kikke.
Flere alarmer er sendt ut.
Gammaglimtet 22. februar 2001er et eksempel på
mulighetene for å observere Universets voldsomste
og fjerneste eksplosjoner. Med en HETE-2-alarm
kunne man trolig sett objektet med det blotte øye
i noen få sekunder!! Gammaglimtet var dessverre
utenfor synsfeltet til HETE-2 og alarmen kom
derfor for sent. Norsk amatørastronomer er nå med
på å

• Finne lysglimtet som kommer samtidig med
  gammaglimtet. Dette er bare gjort en gang.
• Observere eksplosjonene til de første objektene
  som ble dannet etter Big Bang og kartlegge
  Universets mørke epoke.
• Se det fjerneste objektet som noensinne er
  observert. Noen objekter vil trolig ligge lenger
  borte enn de fjerneste objektene Romteleskopet
  eller andre teleskoper har funnet!
• Hjelpe til å løse de gjenværende mysteriene som
  omgir gammaglimtene

http//www.astro.uio.no/ita/grb/ http//www.astro.
uio.no/ita/grb/grbkampanje.html
8
Illustrasjon og beregning A. MacFadyen, UCSC
Astronomy and Lick Observatory