Nauka

Chińczycy (w kosmosie) trzymają się mocno

Polski wkład w chiński podbój kosmosu. Czy naukowcy rozwiążą zagadkę błysków gamma?

International Space Station / NASA
Chińczycy podbijają kosmos. Właśnie umieścili na orbicie moduł orbitalny Tiangong-2. Wkład w prowadzone badania mają nasi rodzimi naukowcy.

Z kosmodromu Jiuquan w Chinach wystrzelono rakietę  Chang-Zheng 7, która wyniosła w kosmos załogowy moduł orbitalny Tiangong-2, czyli Niebiański Pałac-2.

To oczywiście dowodzi, że Chińczycy realizują swój plan sprzed dziesięciu lat, w którym postanowiono przyspieszyć i zdynamizować chiński program badań kosmicznych. Chińczycy gonią Amerykanów i Europejczyków także w kosmosie. Już w październiku do Tiangong-2 ma dolecieć załogowy statek kosmiczny Shenzhou 11 z dwoma chińskimi astronautami na pokładzie. Przejdą oni do modułu i pozostaną w nim przez miesiąc. Należy też pamiętać, że już w 2011 r. udało im się z powodzeniem umieścić na orbicie moduł Tiangong-1. Ten nowy, wyniesiony w czwartek, jest nieco większy i nowocześniejszy.

POLAR na Tiangong

Ale misja umieszczenia na orbicie modułu chińskiego jest także ciekawa z innego powodu. Otóż w ramach Polsko-Szwajcarskiego Programu Badawczego (SWISS Contribution), uczeni i inżynierowie z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku skonstruowali centralny układ detektora POLAR, który posłuży do polaryzowania promieniowania gamma i detektor ten znajduje się właśnie na module Tiangong-2. Będzie badał błyski gamma, czyli najbardziej energetyczne  i jedne z najbardziej tajemniczych zjawisk w kosmosie.

Wystrzelona dziś rakieta wprowadzi nasze urządzenia na orbitę okołoziemską. POLAR będzie pierwszym w historii urządzeniem, przeznaczonym głównie do badania polaryzacji promieniowania gamma, pochodzącego z rozbłysków. Dotychczasowych pomiarów jest zaledwie kilka i są obarczone dużą niepewnością. Tymczasem polaryzacja może zdradzić nam, jaki jest mechanizm powstawania rozbłysków.” – wyjaśnia  prof. Agnieszka Pollo, kierownik Zakładu Astrofizyki NCBJ.

To powinno pomóc lepiej zrozumieć nam  naturę  tych potężnych kosmicznych wybuchów, a tym samym rozwiązać kolejna zagadkę Wszechświata.

Niezwykłe błyski

Odkrycia błysków gamma dokonały  w 1967 r. amerykańskie satelity Vela, których zadaniem było śledzenie, czy Rosjanie nie przeprowadzają zabronionych już wtedy umowami międzynarodowymi prób jądrowych z wyjątkiem podziemnych. Wybuchy jądrowe, ponieważ towarzyszy im ogromna temperatura, też emitują promieniowanie gamma i wydawało się początkowo, z danych uzyskanych przez Velę, że Rosjanie próby takie przeprowadzają. Do 1973 r. odkrycie to było utajnione. Jednak na początku lat 70. okazało się, że błyski te nie pochodzą z Ziemi lecz z kosmosu. Uczeni uważali wówczas, że są efektem zjawisk zachodzących w naszej Galaktyce. Jedynym, który twierdził inaczej i sugerował, że błyski pochodzą z odległego kosmosu, był słynny, nieżyjący już polski astrofizyk prof. Bohdan Paczyński. I miał całkowita rację.

Istnieje kilka rodzajów tego zjawiska, przy czym najwięcej błysków (ok. 70 proc. wszystkich) i najlepiej poznanych należy do kategorii rozbłysków długich, trwających od dwóch do kilkuset sekund. Ich moc jest niewyobrażalnie wielka – w niektórych przypadkach równa mocy promieniowania wielu galaktyk, podobnych do naszej, a więc zawierających kilkaset mld gwiazd. Typowy długi błysk gamma jest energetycznie porównywalny z energią, którą wytworzy Słońce przez całe swoje życie, czyli ok. 10 mld lat. Błyski te mają energię rzędu milionów elektronowoltów (MeV). Najpotężniejsze błyski gamma liczone są w miliardach elektonowoltów (GeV).

Coraz więcej błysków

Od chwili ich odkrycia uczeni przyjmowali, że trwające stosunkowo długo i emitujące energię nieporównywalną z niczym innym w kosmosie zjawiska pochodzą prawdopodobnie z wybuchów szczególnego rodzaju gwiazd supernowych. Prof. Paczyński zasugerował nawet, by gwiazdy te nazwać hipernowymi. Przy czym hipernowe wcale nie muszą być potężniejsze od klasycznych supernowych – przekonywał. Chodzi tu raczej o to, jak wybuchają. Wybuchy, którym towarzyszą błyski gamma raczej nie są sferycznie symetryczne, to bardziej wytryskujące z ogromną energią wąskie strugi gazu i promieniowania. Jeśli jesteśmy przez nie odpowiednio oświetleni – widzimy wówczas fantastycznie jasny błysk. Ważna jest więc nie tylko ilość uwalnianej energii, ale także forma jej emisji.

W kwietniu 2013 r, satelita Swift wykrył najpotężniejszy błysk tego rodzaju w historii badań tego zjawiska (monster-gamma-ray-burst) oznaczony symbolem GRB 130427A – którego trzysekundowy pik promieniowania gamma osiągnął wartość 94 gigaelektronowoltów (Gev) i  mający do tego miejsce stosunkowo niedaleko od nas, a więc ok. 3 miliardy lat świetlnych. To pozwoliło na dokładniejsze zbadanie błysku gamma. Jeszcze wcześniej naukowcy powiązali błyski gamma z poświatami, które im towarzyszą. Badanie takich poświat, które umożliwia prowadzenie także naziemnych obserwacji w zakresie rentgenowskim, ultrafioletowym, widzialnym i podczerwonym pozwoliło astronomom po pierwsze: wytyczać dokładne odległości do błysków (ich zdecydowana większość ma miejsce w odległym kosmosie), po drugie badać zawartość poświaty i w ten sposób dowiedzieć się więcej o gwieździe, której wybuch błysk spowodował. Teraz, pracujący na orbicie detektor POLAR pozwoli spolaryzować błysk, a to powinno nam pomóc dowiedzieć się więcej o jego naturze.

Ocenia się, że średnio dochodzi na niebie do dwóch błysków na dobę, ale nie wszystkie oczywiście da się odpowiednio szybko zlokalizować i zbadać. Sonda Swift wykrywa i bada ok. 100 błysków na rok. Dochodzi do nich w całym kosmosie, ale głównie w obszarach galaktyk, w których obserwuje się wzmożoną aktywność gwiazdotwórczą, a więc powstaje tam stosunkowo dużo młodych gwiazd. To dotyczy jednak tylko błysków długich, czyli najliczniej występujących. Istnieją jeszcze błyski krótkie (do dwóch sekund) i bardzo długie mogące trwać nawet przez godziny. Te ostatnie jednak są bardzo rzadkie. 

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Nauka

Ożywianie mózgu po śmierci i transplantacja głowy. Czy istnieją granice neuronauki?

Badaczom udało się wznowić niektóre funkcje mózgów pobranych od świń, a inny naukowiec chciałby przeprowadzić transplantację ludzkiej głowy.

Piotr Rzymski
22.04.2019
Reklama