Johdanto
Vuonna 1963 Yhdysvallat, Iso-Britannia ja Neuvostoliitto allekirjoittivat sopimuksen, joka kielsi ydinaseiden testaukset maan ilmakehässä. Valvoakseen tätä sopimusta, vuonna 1969 ja 1970 Yhdysvallat lähetti avaruuteen kaksi satelliittiparia, Vela 5A/5B:t ja Vela 6A/6B:t. Näistä Vela 6A/6B:iden yhtenä instrumenttina oli gammasädedetektori. Satelliitit kiersivät maata 110000:nen kilometrin korkeudessa, ja ne oltiin sijoitettu vastakkaisille puolille maata, jotta ne pystyisivät tarkkailemaan koko maapalloa samanaikaisesti.
Vela satelliitit havaitsivat useita lyhytaikaisia gammasädepurkauksia, mutta ne eivät olleet peräisin maapallolta. Tämä pysyttiin toteamaan helposti, sillä molemmat satelliitit havaitsivat näitä purkauksia samanaikaisesti. Koska satelliitit olivat eri puolilla maapalloa, ainoaksi vaihtoehdoksi jäi maapallon ulkopuolinen gammasäteilylähde. Kesti parisen vuotta ennen kuin Yhdysvaltojen asevoimat julkaisivat nämä havainnot. Ensimmäinen tieeteellinen julkaisu gammapurkauksien havainnoista ilmestyi vuonna 1973, vaikkakin vuonna 1968 Stirling Colgate oli jo julkaissut artikkelin, jossa käsiteltiin gammasäteilyn syntymisen mahdollisuutta supernovaräjähdyksien yhteydessä.
Kuva 36: Vasemmalla, Vela 5B satelliitti; Oikealla, Compton GRO observatorio (Credits; Left NASA (Goddard Space Flight Center), Right NASA)
Gammatähtitiede, kuten röntgentähtitiede, on kehittynyt nopeasti parantuneiden satelliittiobservatorioiden myötä. Vuonna 1991 laukaistun Compton-GRO satelliitin mukana oleva BATSE (Burst And Transient Source Experiment) pystyy jo paikallistamaan havaitut gammasädepurkaukset noin asteen tarkkuudella. BATSE havaitsi operaatioajallaan noin 4000 purkausta, jotka on lueteltuna BATSE tähtiluetteloon. Havaintojen tärkeimmät ominaisuudet ovat:
- Purkauksia on kahta tyyppiä:
- Lyhyitä alle sekunnin kestoisia purkausia
- Pitkiä sekunnista muutamien tuntien kestoisia purkauksia
- Purkaukset ovat isotrooppisesti jakautuneita, eli niitä havaitaan yhtä paljon joka suunnalta.
Tärkeä gammasädepurkausten ominaisuus on myös niiden valokäyrien monimuotoisuus. Jokainen purkaus on erilainen, kuten alla oleva kuva näyttää. Isotrooppisella jakaumalla on myös tärkeä osa gammasädepurkausten luonteen ymmärtämisessä. Nimittäin jos niiden jakautuma on isotrooppista, se merkitsee, että:
- Ne tulevat joko hyvin lähellä aurinkokunnan ympäristöstä, tai
- Ne tulevat koko Linnunradan halon alueelta, tai
- Ne tulevat erittäin kaukaisita galakseista
Kuva 37: Jokainen gammasädepurkaus on erilainen. Huomaa ero lyhyiden ja pitkien purkausten välillä (Credit; J.T. Bonnell, NASA/GSFC)
Näiden eri vaihtoehtojen selvittämiseksi oli erittäin tärkeää yrittää löytää gammapurkauksien alueilta optisia- ja röntgenhavaintoja. Ensimmäinen röntgenalueen havainto gammasädepurkauksesta saatiin vasta vuonna 1997. Läpimurron gammasädepurkausten havaitsemisessa saatiin seuraavana vuonna kun gammasädepurkaus havaittiin röntgenalueen lisäksi myös optisella alueella. Näiden havaintojen perusteella voitiin päätellä, että gammasädepurkaukset tapahtuvat erittäin kaukaisissa galakseissa.
Tämä tieto oli erittäin tärkeä, sillä vuoteen 1998 mennessä gammasädepurkauksia selittäviä teorioita oli jo reilusti yli sata, joka on varmasti tähtitieteellinen ennätys. Näiden havaintojen jälkeen suurin osa eri teorioista voitiin hylätä. On kuitenkin pidettävä mielessä, että gammasädepurkausten tutkimus on vielä erittäin nuori tieteenala, joten suurin osa nykyisistä niitä kuvaavista malleista on erittäin spekulatiivisiä. Onkin hyvin mahdollista, että niiden todellinen luonne voi olla hyvin erilainen nykyisiin teoriohin ja malleihin verrattuna.
Kuva 38: Compton GRO:n EGRET teleskoopin koko taivaan kuva. Kuvan keskellä näkyy selkeästi Linnunradan taso (Credit; http://heasarc.gsfc.nasa.gov)
Kuva 39: BATSE:n havaitsemat purkaukset (Credit; Stern B.E., Tikhomirova Y., Kompaneets D., Svensson R., Poutanen J. 2001, ApJ, 563, 80.)
Lähteet (Andersen M.I. 2002; Gamma ray bursts: Afterglows and Host Galaxies) , (Postnov K. 2005 Lecture notes for the course; Advanced stellar evolution)
|
