GAMA ZÁŘENÍ A GAMA ZÁBLESKY

1. Jiří Příhoda 4.C 2006 GAMA ZÁŘENÍ A GAMA ZÁBLESKY

2. ELEKTROMAGNETICKÉ SPEKTRUM Zahrnuje elektromagnetické záření všech vlnových délek. Gama záření má v některých případech délku ještě kratší než rentgenové (X-ray). Hlavním rozdílem mezi těmito zářeními ale je, že záření gama produkuje atomové jádro, zatímco záření rentgenové produkuje elektronový obal. Propouští zemská atmosféra? Délka vlny (v metrech) Jako velikost: Budova člověk včela knofl. Dírka prvok molekula atom atomové jádro Frekvence (hz)

3. GAMA ZÁŘENÍ OBECNĚ A JEHO VÝSKYT NA ZEMI Gama záření bylo objeveno Paulem Ulrichem Villardem vroce 1900 při studiu uranu Vznik: Gama záření vzniká při radioaktivním rozpadu jader. Tzn. Například při jaderném výbuchu, na zemi se vyskytuje velmi zřídka, protože zemská atmosféra nepropouští gama záření z vesmíru. Pokud se ovšem někdy využívá, pak je potřeba člověka chránit před jeho účinky (většinou stejným spůsobem jako u rentgenového záření- pomocí olověné nebo tlusté betonové stěny) Použití: sterilizace potravin a lékařských nástrojů (hubí bakterie),ozařování zhoubných nádorů při rakovině Výbuch atomové bomby- právě ozáření gama paprsky by zahubilo nejvíce lidí

4. GAMA ZÁŘENÍ VE VESMÍRU Gama záření ve vesmíru má mnoho zdrojů, v podstatě všechny objekty ve vesmíru produkují alespoň minimum gama záření Měsíc v gama záření:Kosmické paprsky dopadají na měsíc a generují gama záření Viditelný vesmír v gama záření

5. GAMA ZÁBLESKY Mnohem zajímavějším jevem ve vesmíru než samotné gama záření jsou jeho záblesky. Zatím se přesně neví jak vznikají, ale existuje několik teorií, které probereme později a s trochou štěstí se podíváme i na nějaká videa. Délka záblesků se pohybuje od několika milisekund až po stovky sekund. Svítivost gama záblesků je někdy tak velká ,že převyšuje záření celého viditelného vesmíru. Záblesky byly objeveny americkými družicemi během studené války- družice měly monitorivat ruské jaderné pokusy. Gama záblesky jsou na nebeské sféře rozloženy rovnoměrně z čehož vyplývá že přicházejí z ohromných vzdáleností

6. Teorie vzniku gama záblesků: -srážka dvou neutronových hvězd -exploze červeného obra a následný vznik supernovy -magnetar - neutronová hvězda s extrémě silným magnetickým polem (vysílá opakovaně slabší záblesky)

7. Neutronové hvězdy těleso tvořené degenerovaným neutronovým plynem o hmotnosti menší než cca 3 hmotnosti slunce. Typický průměr neutronové hvězdy je v řádu desítek kilometrů, průměrná hustota 1011 kg m−3 dosahuje hodnot hustoty atomového jádra. Neutronové hvězdy vznikají při gravitačním kolapsu velmi hmotných červených veleobrů. Obrovský tlak způsobuje „vtlačení“ elektronů do protonů za vzniku neutronů a neutrin. Neutronové hvězdy byly teoreticky předpovězeny ve 30. letech 20. století

8. Neutronová hvězda

9. Neutronová hvězda v krabí mlhovině

10. Červený obr → Supernova Červený Obr: Hvězda v závěrečné fázi vývoje. Počáteční hmotnost na hlavní posloupnosti je 1,5 až 10 Sluncí. Ve fázi obra hvězda zvětší své rozměry maximálně na několik desítek původního průměru. Supernova: Exploze hvězdy která rozmetá veškerou její hmotu do okolí.

11. Supernova

12. Supernova

13. Supernova

14. Slunce nyní Slunce jako červený obr

15. supernova

16. Magnetary neutronová hvězda s mimořádně silným magnetickým polem. Kůra je již nestabilní, praská, dochází k pravidelným magnetotřesením doprovázeným přepojením magnetických silokřivek a záblesky v gama oboru. První magnetar spolehlivě detekovala v roce 1998 Chryssa Kouveliotou z Marshallova kosmického letového centra v NASA.

17. magnetar

18. Zajímavosti: VE VESMÍRU BYL NALEZEN 11 MILIARD LET STARÝ GAMA ZÁBLESK Dosvit kosmického výbuchu, který se odehrál před 11 miliardami let by mohl dát vědcům nový směr na cestě měření stáří nebeských objektů. V době kdy se tento záblesk odehrál, sluneční soustava ještě neexistovala Výbuch, známý jako gama vzplanutí, bylo odhaleno na konci ledna a odborníkům trvalo osm měsíců než vypočítali odkud přišlo. Tento objekt GRB 000131 se nachází v jižním souhvězdí Carina. Před tímto vzplanutím bylo rekordmanem vzplanutí 9 miliard let staré. Pozorování kosmického prostoru naznačuje, že gama vzplanutí bylo pravděpodobně vyzářeno z mohutné zanikající hvězdy více než 30 krát hmotnější než Slunce. Toto zjištění bylo prezentováno v Římě na mezinárodní konferenci o gama vzplanutích. Důvody těchto vzplanutí nejsou přesně známy, ale jedná se o nejmohutnější exploze ve vesmíru doposud známé, poznamenal Kevin Hurley, fyzik z University of California v Berkeley a hlavní výzkumník projektu gama vzplanutí na palubě sondy Ulysses. Vědci zjistili, že exploze proběhla ve vzdálenosti 11 miliard světelných let. Světelný rok je vzdálenost, kterou urazí světlo za jeden rok, zhruba to je 9.5 biliónů kilometrů. Vzhledem k tomu, že výbuch pochází z tak velké vzdálenosti musel se odehrát v dávné minulosti někde v raném vesmíru. Gama záblesk není možné pozorovat ze zemského povrchu, neboť zemská atmosféra toto záření pohlcuje. Proto pro detekci tohoto záření je potřebná kosmická sonda, která může detekovat gama záření a určit i směr odkud přichází. Astronomové, kteří používají mohutný teleskop sdružení ESA v Chile nalezli optický protějšek této exploze. Existuje síť kosmických prostředků, které mohou detekovat gama vzplanutí, kromě sondy Ulysses operuje NASA a ESA prostředky - Near Earth Asteroid Rendezvous a italská družice Bepposax.

19. Dne 27. prosince 2004 nám příroda připravila zcela mimořádné divadlo. Na obloze se objevil gigantický gama záblesk pocházející z magnetaru SGR 1806-20. Celková uvolněná energie se odhaduje na 1039 J, což je stokrát více než u dvou obdobných záblesků pozorovaných v letech 1979 a 1998. Přestože k nám tento záblesk putoval přes půl Galaxie ze vzdálenosti 50 000 světelných let, byl tak silný, že dočasně narušil ionosféru Země a kdyby probíhal v optickém oboru, byl by jasný jako Měsíc v úplňku. Tlak degenerovaného neutronového plynu zabraňuje dalšímu gravitačnímu smršťování bývalé hvězdy. V některých případech se při smršťování vytvoří u neutronové hvězdy mimořádně silné magnetické pole, potom hovoříme o magnetaru. Povrch magnetaru tvoří několik kilometrů tlustá kůra z neutronů a magnetického pole s vlastnostmi pevné látky. Právě zde občas dochází k typickým magnetotřesením, která jsou doprovázena disipací energie do magnetické koróny. V ní dochází k přesunům a proplétání magnetických silokřivek, k rozvoji nestabilit, které nakonec vedou k zpřetrhání a znovupřepojení magnetických silokřivek do nové, energeticky nižší konfigurace a k uvolnění energie ve formě vzplanutí v měkkém gama záření. Pro aktivní magnetary jsou typické série RTG nebo gama vzplanutí. Někdy výjimečně přejdou v gigantický záblesk s energií 1000 krát větší, než je energie běžného vzplanutí. Takové záblesky byly zatím pozorovány jen tři. První záblesk byl pozorován 5. března 1979 (SGR 0525-66) ve Velkém Magellanově mračně. Jeho celková vyzářená energie byla vyšší než 6×1037 J. Další obdobný záblesk byl pozorován 27. srpna 1998 (SGR 1900+14) a celková vyzářená energie zde dosáhla hodnoty 2×1037 J. Posledním pozorovaným gigantickým zábleskem je událost z 27. prosince 2004 (SGR 1806-20). Záblesk v souhvězdí Střelce byl tentokrát ještě stokrát silnější než v obou předchozích případech a dosáhl mimořádné celkové energie 2×1039 J. Tento magnetar je od nás vzdálen 50 000 světelných let (průměr Galaxie je přes 100 000 l.y.) a rotuje kolem osy s periodou 7,5 s. Pomalá rotace je způsobena brzděním objektu vlastním magnetickým polem. Pokud by obdobný záblesk vznikl ve vzdálenosti do deseti světelných let, poškodil by přirozenou ozónovou vrstvu a mohl by vážně zasáhnout do rovnováhy v biosféře Země. Naštěstí v takové blízkosti žádné magnetary nejsou a v celé naší Galaxii jich známe pouhou jednu desítku.