Astronomi

Vad är det säkra avståndet från en hypernova?

Vad är det säkra avståndet från en hypernova?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hypernovaer är ännu sällsynta än supernovaer, de förekommer i stjärnor vid mer än 30 solmassor och förstör stjärnan som går till hypernova. Detta inlägg säger att en hypernova släpper ut flera miljoner gånger mer ljus än alla Vintergatans stjärnor tillsammans.

Ett säkert avstånd från en supernova från jorden anses vara 50-100 ljusår. Hur långt skulle en hypernova måste vara från jorden för att inte orsaka betydande skador på ozonskiktet, och hur långt att inte förstöra Allt livet på jorden?


Vad är det mest kraftfulla i världen?

Den mest häpnadsväckande explosionen du kan föreställa dig kommer inte nära vad universum kan skapa. När stjärnor 150 gånger storleken på vår sol exploderar producerar de de ljusaste ljuskällorna i universum och släpper ut lika mycket energi på några sekunder som vår sol kommer att producera under hela dess livstid på 10 miljarder år.

Det är ungefär samma mängd energi i 10 biljoner biljoner miljarder megaton bomber!

Dessa explosioner genererar strålar av högenergistrålning, kallad gammastråleskott (GRB), som av astronomer anses vara det mest kraftfulla i universum. Dessutom kan dessa GRB döda våra chanser att någonsin upptäcka livet på andra planeter.

Hoppfulla forskare säger att vi inte är ensamma i universum, men om det är sant, var är då alla? En förklaring kan vara att livet i universum verkligen är sällsynt eftersom GRB steriliserar kosmos.

På jorden genereras gammastrålning från radioaktivt förfall av element och är extremt farligt för levande varelser.

Dessa superintensiva strålar av gammastrålning - gammastråleskuren - skapas av den mest kraftfulla typen av stjärnexplosion: en hypernova.

Om din hemplanet är i vägen, säg hej till en massa, om inte fullständig, utrotning. Händelser som dessa kan dock sterilisera universum. Om andra planeter är ungefär som jorden, kommer det att ta miljarder år av evolution för att nå den punkt där livet på andra planeter är intelligent och tekniskt avancerad nog för att bygga rymdskepp som kan komma undan deras solsystem och utforska andra världar.

Om en GRB inträffar någon gång under samhällets utveckling är chansen för intelligent liv på andra planeter mycket lägre än vi tror. Denna fråga är känd som Fermi-paradoxen.

Eftersom de är så ljusa kan vi observera GRB på otroligt långa avstånd i alla hörn av universum. Vi upptäcker i genomsnitt en GRB varje dag, vilket innebär att en enda galax ska se en spränga var 100 000 till en miljon år, vilket är sällsynt även efter kosmiska standarder.

Vår hemgalax, Vintergatan, har aldrig upplevt en GRB, så vitt vi vet. Den mest troliga kandidaten för en GRB i vår galax är cirka 7500 ljusår bort - ett säkert avstånd från jorden men tillräckligt nära för att potentiellt kunna vara tillräckligt ljus den natten kommer att verka som dag.


Klättrade upp på ett berg, såg en komet, definierade de synliga universums avlägsna parametrar

Under hela pandemin kommer vi att fortsätta publicera nyheter som hjälper dig att navigera i resestatusen idag (som om reseförsäkring täcker coronavirus), samt berättelser om platser för dig att lägga på din skoplista när det är säkert att börja gå mer långt ifrån sig.

Den vilande vulkanen Mauna Kea på Big Island of Hawaii stiger 13.796 meter över havet och sedan stiger den lite mer: kupolerna och rätterna från de nio teleskop som tränger de flera tunnland vid toppen, som om de strävar efter en bättre bild av vad som finns där ute. Individuellt är inte ens ett observatorium som är sex eller åtta våningar långt nödvändigtvis imponerande, åtminstone inte här. Var och en kan komma som en ny överraskning när den sträcker sig i sikte, en blås av vitt mot den tunna atmosfärens djupblå eller den vulkaniska jordens rika mångrå. Men i detta queer landskap, där den enda jämförelsen är en enorm och likgiltig himmel, är det sammantaget att dessa strukturer börjar anta gigantiska proportioner. Två här, ytterligare tre längs vägen, ett par andra på en avlägsen ås: Det är djärvheten efter ryggraden som ger observatorierna ovanpå Mauna Kea sin galna nåd. De är som en elefantkyrkogård: Det måste betyda något att så många av dem är här.

Chris Mullis, en 26-årig doktorand från Charlotte, North Carolina, klättrar till observationsrummet på 88-tums teleskopet som ägs av University of Hawaii och börjar patrullera omkretsen, metall catwalken som ringer på utsidan av kupolen . Om han lyfte armarna i luften och ropade "världens kung!" det skulle vara svårt att motsäga honom, men faktiskt är Mullis bara ett ämne, en medborgare i ett samhälle som har satsat ut Mauna Kea, och är engagerad i vad som kan kallas, i avsaknad av en officiell fras, extrem vetenskap.

Toppmötet som Mullis ligger på ligger mindre än två timmars bilresa från guideböckernas vita sandstränder, en miljö som är alpin när den inte är helt annan världslig. På vintern kan snö resa horisontellt vid 130 miles i timmen, vindkylningsfaktorn kan falla till minus 50 grader Fahrenheit och besökande astronomer och mdash suger på syrgascylindrar som klumpiga klienter som stiger Aconcagua och mdash stridsförhållanden som vanligtvis möts av erfarna bergsklättrare: och svart is och frostskada och hypoxi. Även på sommaren sjunker temperaturen vid toppmötet ofta till frysnivån, och enstaka juli snöfall på Mauna Kea (vars översättning trots allt är "White Mountain") drar surfare och deras brädor från stränderna till de ridbara snö. Det räcker att säga att observatorierna på Mauna Kea driver den enda snöplogen på Hawaiiöarna.

Jag är på Mars. Det här är vad Mullis säger till sig själv varje gång han når toppmötet. Bara några minuter ovanför Hale Pohaku & mdash en ersatz skidstuga halvvägs upp i ansiktet på Mauna Kea som fungerar som ett bostadsområde och mdash de sista spåren av vegetation försvinner och landskapet blir tydligt utomjordiskt. I själva verket testade NASA off-road sin månrover här. Men det är inte så mycket karaktären i omgivningen som väcker tankar från andra planeter, eftersom det är klippfälten och, särskilt, pu'us, eller cinder-kottar, minibergen som stiger ut från sidan av Mauna Kea. Där nere vid vulkanens botten, prydda med gräs och buskar, är de ingenting annat än ödmjuka kullar, men uppe här, förnekade av allt annat än bruna vulkaniska skräp, visas askkottarna otrevligt som jätte kratrar.

Skannar himlen ovanför Mauna Kea efter spår av cirrusmoln och mdash snuskiga fingrar av iskristaller som svävar vid 20 000 fot & mdash Mullis ropar över vinden, "Ju mer skräp det finns i den övre atmosfären, ju vackrare solnedgången och mdash och desto värre är det att observera . Vad som är bra för turisten är dåligt för astronomen. " Mullis är en inveterate väder-tittare. Han håller en National Weather Service-webbplats öppen hela tiden på sin dator, han upprätthåller regelbunden radiokontakt med Honolulu civilförsvar och han studerar himlen ovanför Mauna Kea & mdash den högsta punkten på Big Island of Hawaii, den högsta punkten i Pacific Basin, världens högsta öberg och mdash varje chans han får.

Och han är inte ensam. Över smutsavskärningen som fungerar som en väg här uppe, vid basen av UH-88-observatoriet, sitter flera astronomer i gräsmatta. Långt nedanför, under pauserna i molnen, visar Kona stränder ibland på ett mycket större avstånd, bergen i Maui. Där nere tar turisterna det sista doppet på dagen eller slår sig in för en luau vid poolen. Här uppe är astronomerna buntade i vinterrockar och mdash, det är den första veckan i sommar, och temperaturen är 39 grader och mdash och att titta på himlen.

Mullis har bemannat kontrollrummet på UH-88-teleskopet i sju nätter nu och identifierat sannolika kandidater för galaxkluster halvvägs över universum i morgon kväll. Han byter till det mycket kraftfullare Keck II-teleskopet för en närmare titt. För vissa astronomer kommer privilegiet att använda Keck med en allt populärare bonus: fjärrobservation från ett observationsrum utanför lägenheten i lägre höjd. Men Mullis väljer att stanna kvar vid toppmötet och arbeta inom själva teleskopen. "Jag är redan acklimatiserad", säger han. "Och jag gillar att gå på plats medan jag fortfarande har chansen. Det kommer en dag då jag inte kommer att kunna göra detta," och han sveper armen mot de bländande vita observatorierna, de mörkare kratrarna, solnedgången himmel över Stilla havet, och kanske själva himlen, precis börjat dyka upp. "När jag sitter på mitt kontor någonstans, och det kommer bara att visas på min skärm."

Astronomi, av sin natur, en nattlig aktivitet året runt, kommer med en historia av svårigheter. Den stora astronomen från 1700-talet William Herschel, upptäckaren av Uranus och arkitekten för de största teleskopen i historien fram till den tiden, skulle observera i det fuktiga och kalla på den engelska landsbygden hela vintern, även om temperaturen sjönk till de enskilda siffrorna. Han gnuggade sig rå med en lök för att bekämpa aguen, medan hans andetag kristalliserade på sidan av teleskopröret, bläcket härdade i sin brunn, och vid ett tillfälle knäppte teleskopets primära spegel i hälften med en spricka som en gevärsrapport. Herschel hade turen att han hade en syster som hjälpte honom som kunde motsvara hans engagemang och styrka. När hon en nyårsafton föll i en fot av snö och hakade högra benet ovanför knäet på en järnkrok, tog hon hand om att notera: "Jag hade dock trösten att veta att min bror inte förlorade genom olyckan , för resten av natten var molnigt. "

För astronomer är Mauna Keas fysiska obehag helt enkelt en del av territoriet: Skjut universums gränser och ibland kommer universum att trycka tillbaka. På många sätt verkar utbytet dock värt det. Även i en tid av förvånande astronomiska upptäckter står den här sajtens bidrag till studiet av universum ensamma: bevis för planeter utanför vårt solsystem svarta hål av dussin supernovor cirka sju miljarder ljusår bort och ger övertygande bevis för att ödet för kosmos är att för alltid utvidga en mystisk sprängning från rymdens längsta sträckor som i ungefär två sekunder var lika energisk som alla andra ljuskällor i universum tillsammans, och tjänade den till den nya astronomiska monikern av "hypernova" galaxer som rutinmässigt flyttar tillbaka rekordet för det mest avlägsna objekt som någonsin sett. I mars meddelade ett forskargrupp att det hade använt Keck II för att upptäcka en galax 12,22 miljarder ljusår från jorden. "Nu när vi vet vad vi ska leta efter", sa lagledaren vid den tiden, "jag är säker på att detta rekord kommer att brytas om några månader." Två månader senare var det: en galax 12,3 miljarder ljusår bort. "Vad vi gör nu", sade en av ledarna för det andra laget, "kan vi bara göra på Mauna Kea."

Mount Hamilton utanför San Jose, Mount Wilson nära Los Angeles, Mount Palomar nära San Diego och mdash åtnjöt varenda gång ett rykte som Mauna Kea. När civilisationen har utvecklats har astronomer dragit sig tillbaka, på väg djupare in i avlägset territorium, längre ut och upp i deras sökande efter optiskt optimala förhållanden och mdash platåerna i Chile och sydvästra Afrika, bergen på Kanarieöarna och Kaukasus. Men det skummande toppmötet i Mauna Kea står ensam bokstavligt och bildligt, hem till den högsta och mest omfattande samlingen av större teleskop någonsin, inklusive de två tio meter långa Keck-teleskopen, de mest kraftfulla optiska teleskopen i historien. Hubble-rymdteleskopet, som fungerar över jordens atmosfärs snedvridningar, kan se tydligare och mdash kan göra finare detaljer och mdash men Kecks kan se djupare in i rymden: 94 procent av vägen över universum och räknar.

Men när astronomen Gerard P. Kuiper först gjorde en väg uppåt Mauna Kea i början av 1960-talet för att kartlägga toppen för dess astronomiska lämplighet, stod han inför en fråga som fortfarande är relevant idag: vilken prisvetenskap? Inte för observatörerna, utan för observationerna? Vid nästan 14 000 fot fungerar den mänskliga hjärnan helt enkelt inte lika bra som vid havsnivå och mdash en inte obetydlig oro för forskare som kämpar för att överväga universums ursprung, utveckling och slutliga öde. Som Neill Reid, en nötkött skotskfödd astronom, säger: "Där uppe blir mycket enkla problem oöverkomliga." Till exempel? "Addition och subtraktion."

"Och du blir slö," tillägger Ben Zuckerman och drar ut ordet, hans långa, luta ram går halt i stolen. Zuckerman tillhör ett forskargrupp som tidigare i år gjorde rubriker över hela världen med bevis som tyder på förekomsten av planeter runt flera av de närmaste stjärnorna i galaxen. I kväll använder dock Zuckerman & mdash, en professor i fysik och astronomi från UCLA & mdash och Reid, Keck I för att jaga en typ av kollapsad stjärna som kallas en vit dvärg & mdash och de gör det från havsnivå, ett observationsrum mot baksidan av WM Keck Observatory huvudkontor i Waimea.

Liksom många observatorier på Mauna Kea, liksom på andra avlägsna platser runt om i världen, inför Keck fjärrobservation för att mildra riskerna med att arbeta på plats. I teorin erbjuder fjärrobservation det bästa från båda världarna och tappar Mauna Keas torra, mörka, lugna himmel tillsammans med bekvämligheterna från. ja, om inte hemma, åtminstone kontoret.

Zuckerman och Reid har tio datorskärmar till hands, två andra en kort stol rullar bort och två till över rummet ("Detta observatorium har den högsta datortätheten i alla observatorier i världen, tror jag," mumlar Reid på en peka, zooma sin stol bakåt över den industriella grå mattan), liksom den gigantiska tv-skärmen som ger den viktiga tvåvägs ljud- och visuella länken till teleskopoperatören på toppmötet. Utanför rasar en tropisk storm: vågräta regnblad, bländande dimströmmar. Inuti sitter de två astronomerna i livmodern i Keck I-observationsrummet och samlar lugnt data från toppmötet, som ligger ovanför denna storm i synnerhet och vädret i allmänhet. Som för att förstärka den virtuella platsen av fjärrobservationer, hänger ett foto av tvillingarna Kecks, majestätiska i sin bergstoppsisolering, på väggen över huvuddatorskärmarna. Ovanför de två kupolerna står en bildtext: "Du observerar här", och en pil pekar mot den till vänster.

"Det är mycket trevligare här nere", säger Zuckerman under en av de periodiska väntningarna på data. "Men det är mycket mer autentiskt där uppe."

Som namnet antyder, rider sadelvägen den höga dalen mellan Mauna Kea och den fortfarande aktiva Mauna Loa och delar ön norr från söder. Det är inte för alla bilar och mdash många lokala uthyrningsföretag anser vägen utanför gränserna och mdash men för alla som vill utforska interiören är det enda sättet att gå. Det finns inga bensinstationer längs vägen, inga närbutiker, ingenting annat än naturen: skogar i öster, sedan stora lavaslättar av glänsande svart sten, sedan en öken komplett med kaktusar, och slutligen, i väster, gräsmarker och betande boskap av den 250 000 hektar stora Parker Ranch. Sammantaget är det 65 miles av svängande, swooping, cresting, doppning, asfalterad (och lappad och repad, och repched, tills faktiskt långa sträckor av den registreras på stötdämparna som asfalterad) blacktop som ibland plötsligt störtar men mestadels, gradvis, obönhörligt stiger till en mittpunkt där den i en höjd av 6000 fot korsar den ena vägen som leder till Mauna Keas levande anläggningar på 9000 fot. Skyltarna längs vägarna kan varna för "dimma", men från de gigantiska glasdörrarna som ligger vid matsalen på Hale Pohaku är det tydligt att det som är bilar måste passera är moln.

Samhället av astronomer som samlas här från Nederländerna och fastlandet, från Storbritannien och Kanada, från Japan och Frankrike, delar en tro: Mauna Kea är ingen plats att göra vetenskap, men det är det bästa stället som finns. De sover under dagen i de fyra enkla sovsalarna som täcker vulkanens flanker och snubblar in i Hale Pohaku för middag (eller som vissa föredrar att kalla det, frukost). Hale Pohaku är en lugn, nästan monastisk plats, och astronomerna upprätthåller en luft med tankeväckande reflektion, en låg nivå av figurer och teorier och ibland akademiskt skvaller. Om inte, det vill säga, natten innan råkar ha varit molnigt, i vilket fall är det dödligt tyst & mdash ljudet av data som inte samlats in.

För astronomer vid Mauna Kea är insatserna ofta omöjliga. Tiden på ett teleskop kan kosta tiotusentals dollar per natt vid Kecks, det går ungefär en dollar per sekund. En astronom måste ansöka om att observera tid ett år i förväg, spendera otaliga timmar på att skriva förslag, skicka in dem och hoppas att en accepteras (och på Kecks är bara en av sju). Då, när deras två eller tre eller fyra nätter anländer, sitter astronomen fast med dem, klar himmel eller inte, fungerande utrustning eller inte, fysiskt frisk och mentalt smidig eller inte. För astronomer avgör informationen som de samlar in på ett stort teleskop om de kan skriva papper som kompletterar sina doktorsexamen, som stöder deras hypoteser, som påverkar banorna för hela karriären och inte.

Men även när astronomer sitter vid ett bord vid Hale Pohaku och handlar med skräckhistorier på hög höjd & mdash kommer du ihåg den otroliga astronomen som slog fel nyckel och raderade en halv natts data? & mdash de omfamnar inte det säkrare alternativet för fjärrobservation, även när det är tillgängligt. Delvis motståndet härrör från praktiska överväganden. En astronom på plats kan helt enkelt gå utanför och kolla himlen & mdash ett användbart alternativ om himlens lapp plötsligt blir dimmig och observatören behöver hitta en alternativ, snabb. En astronom, en 29-årig doktorand vid University of Hawaii, James Bauer, berättar om den tid som monitorn inte visade annat än vitt, vilket fick honom att oroa sig för att den elektroniska fjärrkameran på något sätt hade tvättat ut. Innan han gav upp gick han dock in i kupolen, stod bakom teleskopet och såg upp axeln. Där, i all sin briljans, var den verkliga gärningsmannen: Månen. "Ibland", säger han, "är det en fem minuters lösning om du är där uppe personligen."

En astronom som arbetar på plats har också större motivation att hitta en lösning än vad man säger, t.ex. teleskopoperatören. Som en bedrövad doktorand påpekade en kväll, "desperationsnivån är hög."

Men vissa astronomer motsätter sig fjärrobservation delvis eftersom det markerar slutet på en era & mdash verkligen, slutet på det enda sättet astronomer har gjort astronomi, för alla dess innovationer, sedan uppfinningen av teleskopet i början av 1600-talet.

Den ensamma observatörens ålder, som står vakt i nattens mörka och stirrar in i universums avgrund och letar efter existenshemligheter medan vi andra sover oskyldiga, är för länge borta. Så sent som i januari 1997 gjorde de flesta Keck-observatörer vandringen uppför berget. Idag stannar cirka 90 procent av astronomerna på antingen Keck-teleskopet vid havet i Waimea. För första gången kan en astronom undersöka universums mysterier utan att komma i intim kontakt med universums fysiska miljö och mdash regn, vind, hagel, jorden. När Chris Mullis talar om minnesvärda observationslöpningar på Mauna Kea, påminner han omedelbart om en tid då ett nytt utbrott på Mauna Loa brummade i fjärran. "Du tittade på universums yttersta ände," undrar han, "och samtidigt tillkom nytt land till ön."

På vissa sätt är observation på plats en ung astronom lyx. En sömnig eftermiddag i Hale Pohaku säger Mullis: "Jag gillar att vara här, till skillnad från" & mdash sänker sin röst, tittar runt & mdash "några av de äldre astronomerna." Men han kämpar förlorande, och han vet det. Till och med hans val av specialisering efter doktorsexamen återspeglar den förändrade karaktären hos business & mdash X-ray astronomy, studien av en del av det elektromagnetiska spektrumet som endast är tillgängligt från yttre rymden. Snart har Mullis inget annat val än att sitta vid ett skrivbord och helt enkelt ladda ner data.

Fram till dess, och på fler sätt än ett, förblir Mauna Kea en sista gräns. Under Mullis första natt på Keck II börjar James Bauer och hans assistent, Hao Zheng, en lugn sommarpraktikant från Washington University i St. Louis, att acklimatisera sig för starten på sin egen observationslöpning nästa natt genom att besöka honom ett kort besök . Sedan kör de (navigerar endast med parkeringsljus) längs en av grusvägarna som spårar toppens ås, förbi kupolerna på UH-88, Caltech Submillimeter Observatory, och de andra teleskop byggda & mdash eller byggs & mdash av olika universitet och utanför institutioner och äntligen når Keck II.

Keck II-teleskopoperatören går med på att ta dem in i kupolen för en snabb rundtur, och de klättrar på byggnadsställningen och stirrar in i den revolutionerande bikakedesignen, de 36 sexkantiga speglarna som tillsammans utgör motsvarande en enda tio meter spegel. När de är färdiga varnar teleskopoperatören dem att Pat Henry, som är ordförande för Mullis doktorandkommitté, vill ha dem när himlen är tillräckligt mörk för att få en första behandling. "Jag får bara två eller tre nätter om året på världens största teleskop," förklarar Henry med stål kamratskap, "och jag tänker inte låta något störa det."

Faktum är att något stör det: Datanätverket till Waimea är nere och Henry och Mullis arbetar tålmodigt men brådskande igenom en lista över möjliga korrigeringar med en tekniker i observationsrummet vid havsnivåens högkvarter. Inom några minuter har Mullis och Henry löst problemet genom att öppna en anslutning till Waimea. "Detta", säger Mullis, under en spänd lugn, "är en av anledningarna till att jag gillar att vara på plats."

Ändå är detta astronomi, evanescent som någonsin dessutom, detta är astronomi på Mauna Kea. Tvärs över föreningen har Bauer och hans assistent glidit in i konsolstolarna på UH-88 för att börja söka efter kometer, men deras skärmar förblir galet tomma. Slutligen vänder sig Bauer till teleskopoperatören Kris Herrick: "Kupolen är inte på manual, eller hur?"

Det är, och det kostade dem några minuter att observera tid och mdash inte en stor förlust under en natts värde av data, men en onödig förlust, och några hundra dollar brann upp i kvällshimlen. Herrick står bredvid Bauer, med händerna i fickorna, axlarna synligt fallande, själva bilden av djup ursäkt.

"Det är OK", säger Bauer. "Dessa saker händer."

"Men jag vet att dessa saker är viktiga."

Några minuter senare är det Bauers tur. Han ber sin assistent att bekräfta en läsning från tidigare på kvällen, men läsningen finns inte där. Bauer dubbelkolla sina anteckningar och säkert nog: I själva verket hade han glömt att trycka på start.

Det är i detta ögonblick som Hao Zheng börjar svänga något i sin stol, och plötsligt verkar kvällens tidigare missförhållanden vara mindre irriterande. Även efter att hon accepterat Bauers erbjudande om syre och verkar återuppliva börjar hon snart sjunka igen. Hon sträcker sig efter masken.

"Jag hoppas att det inte är beroendeframkallande", säger hon.

"Det är inte beroendeframkallande. Det är syre", säger Bauer. Han ser hur hon lurar med ratten.

Nu har Herrick gått med i dem. "Du kan inte stanna på syre hela natten", säger han. "Du kan bli sjuk och behöva ambulans."

"Nej, det behöver jag inte", säger Zheng. Hon stålar sig själv, håller kanten på bordet och ursäktar sig sedan. Herrick tittar på Bauer och följer henne sedan nedför den metallvridna trappan till badrummet nedanför. En stund senare återvänder han.

"Tja," meddelar han, "hon tappade middagen."

Och det löser det. Hennes kväll är över. Hon måste tåla den ojämna, bromsande, stopp-och-start-turen tillbaka till Hale Pohaku. För sin del suckar Bauer helt enkelt och avstår från att förlora en timmes observationer på enheten dit och tillbaka. Ikväll på Mauna Kea drev de universum, universum drev tillbaka, och nu är det dags att komma ner från berget.


Vad är magnetar?

Konstnärskoncept av en neutronstjärna. Kredit: NASA

I en tidigare artikel krossade vi den tanken att universum är perfekt för livet. Det är inte. Nästan hela universum är en hemsk och fientlig plats, bortsett från en bråkdel av en mest ofarlig planet i ett bakvattenhörn av Vintergatan.

Medan du bor här på jorden tar det cirka 80 år att döda dig, det finns andra platser i universum i andra änden av spektrumet. Platser som skulle döda dig på en bråkdel av en bråkdel av en sekund. Och inget är mer dödligt än supernovor och rester som de lämnar efter sig: neutronstjärnor.

Vi har gjort några artiklar om neutronstjärnor och deras olika smaker, så det borde finnas en bekant terräng här.

Som ni vet bildas neutronstjärnor när stjärnor som är mer massiva än vår sol exploderar som supernovor. När dessa stjärnor dör har de inte längre det lätta trycket som skjuter utåt för att motverka den massiva tyngdkraften som drar inåt.

Denna enorma inre kraft är så stark att den övervinner den frånstötande kraften som hindrar atomer från att kollapsa. Protoner och elektroner tvingas in i samma utrymme och blir neutroner. Hela saken är bara gjord av neutroner. Hade stjärnan tidigare väte, helium, kol och järn? Det är synd, för nu är det alla neutroner.

Du får pulsarer när neutronstjärnor först bildas. När all den före detta stjärnan komprimeras till ett litet litet paket. Bevarandet av vinkelrörelse snurrar stjärnan upp till enorma hastigheter, ibland hundratals gånger per sekund.

Men när neutronstjärnor bildas gör ungefär en av tio något riktigt konstigt och blir ett av de mest mystiska och skrämmande föremålen i universum. De blir magnetar. Du har nog hört namnet, men vad är det?

Som sagt är magnetar neutronstjärnor, bildade av supernovor. Men något ovanligt händer när de bildas och snurrar upp magnetfältet till en intensiv nivå. Faktum är att astronomer inte är helt säkra på vad som händer för att göra dem så starka.

En idé är att om du får en neutronstjärns snurrning, temperatur och magnetfält till en perfekt söt plats, sätter den igång en dynamomekanism som förstärker magnetfältet med en faktor tusen.

Men en nyare upptäckt ger en spännande ledtråd för hur de bildas. Astronomer upptäckte en oseriös magnetar på en flyktbana ut ur Vintergatan. Vi har sett stjärnor som detta och de kastas ut när en stjärna i ett binärt system detonerar som en supernova. Med andra ord brukade denna magnetar vara en del av ett binärt par.

Och medan de var partner, kretsade de två stjärnorna varandra närmare än jorden kretsar kring solen. Så nära kunde de överföra material fram och tillbaka. Den större stjärnan började dö först, puffade ut och överförde material till den mindre stjärnan. Denna ökade massa snurrade den mindre stjärnan upp till den punkt att den växte större och spydde tillbaka material vid den första stjärnan.

Konstnärens intryck visar magnetaren i det mycket rika och unga stjärnklustret Westerlund 1. Kredit: ESO / L. Calçada

Den ursprungligen mindre stjärnan detonerade först som en supernova och kastade ut den andra stjärnan i denna flyktbana, och sedan gick den andra, men i stället för att bilda en vanlig neutronstjärna förvandlade alla dessa binära interaktioner den till en magnetar. Nu går du, mysterium kanske löst?

Styrkan hos magnetfältet runt en magnetar skämmer helt över fantasin. Magnetfältet i jordens kärna är cirka 25 gauss, och här på ytan upplever vi mindre än en halv gauss. En vanlig stavmagnet är cirka 100 gauss. Bara en vanlig neutronstjärna har ett magnetfält på en biljon gauss. Magneter är 1000 gånger mer kraftfulla än så, med ett magnetfält av en kvadrillion gauss.

Vad händer om du kan komma nära en magnetar? Tja, inom cirka 1000 kilometer från en magnetar är magnetfältet så starkt att det rör sig med elektronerna i dina atomer. Du skulle bokstavligen rivas isär på atomnivå. Även atomerna själva är deformerade till stavliknande former, som inte längre kan användas av ditt dyrbara livs kemi.

Men du skulle inte märka det för att du redan var död av den intensiva strålningen som strömmar från magnetaren och alla dödliga partiklar som kretsar kring stjärnan och fångas i dess magnetfält.

En av de mest fascinerande aspekterna av magnetar är hur de kan få stjärnbävningar. Du vet, jordbävningar, men på stjärnor ... stjärnbävningar. När neutronstjärnor bildas kan de ha en utsökt mordskorpa på utsidan som omger den degenererade dödsfrågan inuti. Denna neutronskorpa kan spricka, som de tektoniska plattorna på jorden. När detta händer släpper magnetaren en strålning som vi kan se tydligt över Vintergatan.

Konstnärens uppfattning om en stjärnbävning som spricker ytan på en neutronstjärna. Upphovsman: Darlene McElroy från LANL

Faktum är att den mest kraftfulla stjärnbävningen som någonsin registrerats kom från en magnetar som heter SGR 1806-20, som ligger cirka 50 000 ljusår bort. På en tiondels sekund släppte en av dessa stjärnbävningar mer energi än solen avger på 100 000 år. Och detta var inte ens en supernova, det var bara en spricka på magnetarens yta.

Magneter är fantastiska och ger den absoluta motsatta änden av spektrumet för ett säkert och beboeligt universum. Lyckligtvis är de väldigt långt borta och du behöver inte oroa dig för att de någonsin kommer nära.


Det farligaste föremålet som är känt för mänskligheten

Kometen som ger upphov till Perseids meteorregn, Comet Swift-Tuttle, fotograferades under. [+] sitt sista pass i det inre solsystemet 1992. Bildkredit: NASA, av Comet Swift-Tuttle.

Varje augusti gläder Perseids meteorregn skywatchers överallt. Medan vissa år är det en besvikelse, antingen att tvättas ut av en ljus måne eller leverera en relativt gles ström av partiklar för jorden att kollidera med, andra år är showen spektakulär. I år inträffar särskilt en mindre men signifikant förbättring: Jupiters bana påverkade gravitationsflödet av partiklar vi kolliderar med, vilket orsakar att mitten av strömmen kolliderar med jorden (snarare än utkanten). Även om många av oss kommer att njuta av 50% -eller-så förbättringen av meteorthastigheten, tar det upp en obekväm verklighet: det är möjligt att Jupiter en dag kommer att påverka gravitationen kometen som ger upphov till denna meteorregn och få den att kolliderar med jorden.

En timelapse av Perseids meteorregn 2015, med 27 separata bilder som innehåller 29 meteorer sammanfogade. [+] tillsammans. Bildkredit: Trevor Bexon, under cc-by-2.0, via https://www.flickr.com/photos/trevorbexon/20543624326.

För det första är de goda nyheterna: rörelserna från planeter och kometer är mycket väl beräknbara, och just den här kometen - 109P / Swift-Tuttle - har sina omloppsegenskaper mycket välkända och förstådda. Var 133: e år gör den en fullständig omloppsbana runt solen och kommer cirka 8 miljoner km (5 miljoner mil) inre till jordens bana, men sträcker sig ändå längre bort från solen än vad Pluto gör när det är längst bort. Det gick senast in i det inre solsystemet i december 1992 och kommer inte att göra det igen förrän 2126. Dess nästa 2000+ år av banor kartläggs otroligt bra, och jorden är 100% säker fram till minst 4479, när den kommer komma ganska nära jorden än en gång. Även då finns det fortfarande 99,9999% chans att det kommer att sakna oss.

Omloppsbanan för Comet Swift-Tuttle, som passerar farligt nära att korsa jordens faktiska. [+] väg runt solen. Bildkredit: Howard of Teaching Stars, via http://www.teachingstars.com/2012/08/08/the-2012-perseid-meteor-shower/orbital-path-of-swift-tuttle-outer-solar-system_crop -2 /.

Men med varje pass i det inre solsystemet finns det en chans att en av gasjättplaneterna kommer att påverka kometens bana. Det finns en chans att, precis som Perseidströmmen kastades in på jordens banor i år, någon gång i framtiden, kommer denna komet att uppnå en kollisionskurs med jorden. Varje bana innehåller i genomsnitt 0,000002% sannolikhet för kometen att träffa jorden. Det här kan tyckas litet, men det är sex gånger större än dina odds för att vinna Powerball. Endast i detta fall skulle det vara den ultimata kosmiska förlusten. Comet Swift-Tuttle är 26 kilometer i diameter, vilket gör den 260% bredden på asteroiden som utplånade dinosaurierna, och den rör sig med fyra gånger den hastighet som dinosauriemördaren rörde sig när den korsar jordens bana. Lägg ihop allt detta, och en direkt påverkan kan orsaka ungefär 28 gånger så mycket energi att släppas som den mest massiva utrotningshändelsen under jordens senaste 100 miljoner år.

En planetoid som kolliderar med jorden, analog (men större och långsammare) än en inverkan mellan. [+] Swift-Tuttle och Earth skulle vara. Bildkredit: NASA / Don Davis.

Sättet som forskare klassificerar sannolikheten för en kollision mellan en asteroid eller komet och en planet är genom att mäta dess MOID, eller minimala korsningsavstånd. Om dessa var de enda två föremålen som kretsade kring solen och det inte fanns några ömsesidiga gravitationsinteraktioner mellan något annat, hur nära, med tillräckligt många banor, skulle denna komet vara nära oss? Svaret är skrämmande lågt 0.000892 A.U., där något mindre än 0,05 A.U. anses vara "potentiellt farligt." Det motsvarar ett minsta avstånd på bara 133 000 km, vilket bara är ungefär en tredjedel av jord-månens avstånd. I själva verket om vi frågar efter NASA Solar System Dynamics-databasen och frågar vad Allt föremålen är större än bara 50 meter och passerar inom 0,001 A.U. av jorden, finner vi att det bara finns fyra.

Skärmdump av NASAs tabell över potentiellt farliga föremål med diametrar större än 50 meter. [+] och MOIDs mindre än 0,001 A.U. Bildkredit: NASA / JPL-Caltech, via http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb_query.cgi#x.

Och de andra tre är långsamma asteroider som inte är större än 400 meter, medan Comet Swift-Tuttle är 26 000 meter tvärs över! Någon av de andra skulle räcka för att orsaka en enorm regional förödelse, förstöra en stad om den kolliderade med en, vilket orsakade en tsunami tio gånger så destruktiv som den som berömt slog Japan 2011 och resulterade i en krater som jorden kanske ser bara en gång vart 100 000 år. En sådan strejk skulle vara 10-100 gånger mer destruktiv än meteor strejken som skapade den berömda Meteor Crater i sydvästra USA.

Meteor (Barringer) krater, i Arizona-öknen, är över 1,1 km (0,7 mi) i diameter och. [+] representerar endast en 3-10 MegaTon-frigöring av energi. En asteroideangrepp på 300-400 meter skulle frigöra 10-100 gånger energin. Bildkredit: USGS / D. Roddy.

Men om Swift-Tuttle skulle slå jorden skulle det frigöra mer än en miljard megatoner energi: energiekvivalenten 20 000 000 vätgasbomber som exploderar på en gång. Utan tvekan är kometen som ger upphov till Perseiderna långt ifrån det enda farligaste objekt som är känt för mänskligheten. Vi har några tusen år av säker säkerhet framför oss, men efter det är gravitationsinteraktioner oförutsägbara och kan leda till den största kollisionen i jordens historia sedan vår mån skapades.

Så njut av att titta upp på Perseids meteorregn detta (och varje augusti), och när du gör det, tänk på hur lyckligt vi är att den här kometen saknat oss i varje bana fram till nu. En dag, om vi inte fortsätter att bli väldigt, mycket lyckliga, kan denna meteorregn bli ett tecken på mänsklighetens - och eventuellt liv på jordens - bortgång.


Vad är det mest kraftfulla i världen?

ESO
En konstnärs uppfattning om miljön kring GRB 020819B baserat på ALMA-observationer.

BI-svar: Vad är det mest kraftfulla i universum?

Den mest häpnadsväckande explosionen du kan föreställa dig kommer inte nära det universum kan skapa. När stjärnor 150 gånger storleken på vår sol exploderar, producerar de de ljusaste ljuskällorna i universum och släpper ut så mycket energi på några sekunder som vår sol kommer att producera under hela dess 10 miljarder års livstid.

Det är ungefär samma mängd energi i tio biljoner miljarder megaton bomber!

Dessa explosioner genererar strålar av högenergistrålning, kallad gammastråleskott (GRB), som av astronomer anses vara den mest kraftfulla saken i universum. Vad mer, dessa GRB kan döda våra chanser att någonsin upptäcka livet på andra planeter.

Hoppfulla forskare säger att vi inte är ensamma i universum, men om det är sant, var är då alla? En förklaring kan vara att livet i universum verkligen är sällsynt eftersom GRB steriliserar kosmos.

ESO Atacama Large Millimeter Array i Atacama-öknen, bestående av 66 12 meter (39 fot) och 7 meter (23 fot) radioteleskop utformade för att fungera vid sub-millimeter våglängder

GRB är en fantastisk strålningsstråle som består av strålar av gammastrålning som vanligtvis varar sekunder till några minuter men kan pågå så länge som några timmar.

På jorden genereras gammastrålning från radioaktivt sönderfall av element och är extremt farligt för levande varelser.

Dessa superintensiva strålar av gammastrålning & # 8212 gammastrålningsbristerna & # 8212 skapas av den mest kraftfulla typen av stjärnexplosion: en hypernova.

Hypernovaer är en mer spektakulär version av den bättre kända supernova & # 8212 en massiv explosion av ljus och energi som uppstår när en stjärna med hög massa imploderar. Medan supernovor skjuter gammastrålar som är synliga från cirka 100 ljusår bort, startar dessa hypernovor gammastrålar till ett avstånd av 500 till 1000 ljusår.

Om du är i vägen, säg hej till en massa, om inte fullständig, utrotning. Det är händelser som dessa som kan sterilisera universum.Om andra planeter är något som jorden, kommer det att ta miljarder år av utveckling för att nå en punkt där livet på andra planeter är intelligent och tekniskt avancerat nog för att bygga rymdskepp som kan komma undan deras solsystem och utforska andra världar.

Om en GRB inträffar någon gång under det samhällets utveckling, är chansen för intelligent liv på andra planeter mycket lägre än vi tror. Denna fråga är känd som Fermi-paradoxen.

Gamma ray bursts är de ljusaste ljuskällorna i universum och upptäcktes först av misstag under det kalla kriget. I slutet av 1960-talet skickade USA en serie militära satelliter som övervakade rymden för eventuella bevis för kvarvarande gammastrålning från kärnvapentester av sovjeterna. Satelliterna hittade gammastrålning, men från källor som är miljontals och miljarder ljusår borta, mycket längre än Ryssland.

Eftersom de är så ljusa kan vi observera GRB på otroligt långa avstånd i alla hörn av universum. Vi upptäcker i genomsnitt en GRB varje dag, vilket innebär att en enda galax ska se en spränga var hundra tusen till en miljon år, vilket är sällsynt även efter kosmiska standarder.

Vår hemgalax, Vintergatan, har aldrig upplevt en GRB, så vitt vi vet. Den mest troliga kandidaten för en GRB i vår galax är cirka 7500 ljusår bort & # 8212 ett säkert avstånd från jorden, men om den riktas mot oss kommer den att vara tillräckligt ljus den natten kommer att verka som dag.

Det här inlägget är en del av en pågående serie som svarar på alla dina & # 8220varför & # 8221 frågor relaterade till vetenskap. Har du din egen fråga? Skicka e-post [e-post & # 160skyddad] med ämnesraden & # 8220Q & ampA & # 8221 tweet din fråga till @BI_Science eller posta på vår Facebook-sida.


Studie: Coronavirus kan resa två gånger det rekommenderade & # 8220Safe Distance & # 8221, stannar på ytor i flera dagar

Följ oss på Facebook, Youtube, Twitter och Instagram för de senaste berättelserna och uppdateringarna dagligen.

Det är ingen tvekan om att hela världen för närvarande är i panik över den andra vågen i Covid-19-utbrottet. Viruset som härstammar från Wuhan i Kina har nu spridit sig till hela världen. En nyligen genomförd studie i Kina visade hur viruset sprids exakt från en person till en annan och det tjänar som en påminnelse till resten av oss att vara mer försiktiga när vi reser i allmänna utrymmen.

Världshälsoorganisationen har rekommenderat allmänheten att hålla minst 1 meters avstånd mellan dig själv och alla som hostar eller nysar. I en nyligen genomförd studie av ett team av kinesiska regeringsepidemiologer fann man dock att viruset kan dröja kvar i luften i 30 minuter och också färdas upp till 4,5 meter vilket uppenbarligen är längre än det rekommenderade & # 8220säkra avståndet & # 8221.

Enligt South China Morning Post uppgav forskningen också att viruset kunde överleva i flera dagar på alla ytor där andningsdroppar landar. Detta är oroande eftersom vi riskerar om vi skulle röra vid dessa förorenade ytor och fortsätta att röra vid våra ansikten. Hur lång tid det varar på ytan beror på faktorer som temperatur och typ av yta, till exempel vid cirka 37 ° C (98 ° F), den kan överleva i två till tre dagar på glas, tyg, metall, plast eller papper.

Forskningen baserades på ett utbrott som inträffade den 22 januari i år där en patient noll som redan uppvisade symtom på viruset gick ombord på en buss för långväga bussar i Hunan som också råkar vara fullbokad. Vid den tiden insåg inte patienten att de var smittade.

I visualiseringen ovan kan man se hur viruset färdades från den infekterade personen till en person som satt så långt som 4,5 meter framåt. Detta hände innan Kina förklarade utbrottet som en rikstäckande kris så att patienten inte bar mask och inte heller de flesta av passagerarna eller förarna.

"Det kan bekräftas att överföringsavståndet för det nya koronaviruset i en sluten miljö med luftkonditionering kommer att överstiga det allmänt erkända säkerhetsavståndet."

När bussen stannade vid nästa stad har sju passagerare redan smittats med viruset. Viruset sprids av aerosoldroppar eller små partiklar som andas ut av de infekterade passagerarna och sprids till andra som andas in det.

”Den möjliga anledningen är att i ett helt slutet utrymme drivs luftflödet huvudsakligen av den varma luften som genereras av luftkonditioneringen. Ökningen av den varma luften kan transportera de virusbelagda dropparna till ett större avstånd, säger tidningen. Denna studie är inte avsedd att skrämma dig, men bara en påminnelse om att bära dina masker när du är på en allmän plats och också att tvätta och desinficera dina händer.

Vi har sett effekterna av detta virus och vid det här laget skulle det vara dumt att inte följa detta hygienråd. Om du misstänker att du har symtom på viruset, avbryt alla reseplaner omedelbart!


Vad är det säkra avståndet från en hypernova? - Astronomi



NARRATOR (JOHN SHRAPNEL): Där ute i rymdens djup lurar något så dödligt att det förstör allt i dess väg. Explosioner av otänkbar kraft rivs genom universum hundratals gånger om dagen. I flera år har vetenskapen varit på jakt efter vad som orsakade dessa explosioner och nu kan de äntligen ha hittat svaret. Vad de har upptäckt är att dessa förstörelsekrafter kan vara nyckeln till en av skapelsens stora hemligheter: hur du och jag blev. När vi tittar upp mot natthimlen ser vi tusentals stjärnor som lyser starkt. Faktum är att det finns miljarder på miljarder stjärnor som sträcker sig över universum, men det var inte alltid så. En gång fanns det en tid då det inte fanns några stjärnor. Det fanns inget att lysa upp himlen. Den här tiden av mörker var strax efter Big Bang, för 14 miljarder år sedan.

PROF MARTIN REES (University of Cambridge): Hela universum började som en het eldkula och den svalnade och efter ungefär en halv miljon år gick vårt universum in i en bokstavlig mörk tidsålder. Universum förblev sedan mörkt tills de första stjärnorna bildades och tände upp det igen.

FÖRTÄLLARE: Förlorad inuti denna kosmiska mörka tidsålder är ett av vetenskapens stora mysterier: de allra första stjärnorna, skaparna av allt. Stjärnor är universums fabriker. Inuti deras brinnande kärnor skapas alla element som utgör allt vi ser och rör vid idag, men utan de allra första stjärnorna som började denna skapelseprocess skulle det inte finnas några galaxer, ingen jord, ingen oss. Ett stort pussel i hjärtat av denna skapelseberättelse är, om stjärnorna skapar allt, hur skapades de allra första stjärnorna själva för alla dessa miljarder år sedan? Det är ett mysterium som har förvirrat forskare i generationer.

DR NIAL TANVIR (University of Hertfordshire): En mycket svår fråga är att försöka ta reda på hur de, de tidiga stjärnorna bildades. Det är en mycket svår teoretisk fråga eftersom vi inte har observationer som kan vägleda oss.

BERÄTTARE: Det finns inga observationer eftersom det inte finns tillräckligt med ljus för att se tillbaka till den kosmiska mörka tidsåldern när allt började och ljus är vad astronomer behöver se tillbaka i tiden. Solljus tar åtta minuter att resa till jorden. När vi tittar upp mot solen ser vi det som för åtta minuter sedan och när vi ser ljuset från andra stjärnor längre bort ser vi faktiskt längre och längre tillbaka i tiden. Så när vi tittar på en stjärna från andra sidan av vår Galaxy 100.000 ljusår bort ser vi det verkligen som det var när ljuset lämnade det för 100.000 år sedan.

NIAL TANVIR: När vi tittar ut över universum på de mest avlägsna föremål som vi kan se, går vi faktiskt bakåt i tiden och ser bakåt i tiden miljarder år.

BERÄTTARE: Men oavsett hur hårt vi ser har ingen kunnat se tillbaka till den kosmiska mörka tidsåldern, tills nu. Något har upptäckts som kan lysa upp det tidiga universums mörker och lösa mysteriet om hur de allra första stjärnorna skapades, något som skickar vetenskapen på en jakt som spänner över hela universum.

PROF STAN WOOSLEY (University of California, Santa Cruz): Vem skulle ha trott att den här resan skulle ta oss till universums kanter, de största explosionerna i naturen, födelse av svarta hål, stjärndöd? Bara de mest exotiska fenomen som jag någonsin har sett och jag har studerat explosioner hela mitt liv.

FÖRSÄLJARE: Resan började för mer än ett halvt sekel sedan med en bisarr händelsekedja under det kalla kriget.

MAN (ARKIVFILM): Var uppmärksam på alla baser, uppmärksamma alla baser, detta är Ironhand, detta är Ironhand. Detta är en chockvarning. Jag upprepar att detta är en chockvarning.

FÖRSÄLJARE: Det var 1950-talet och världen greps av rädsla. Amerikanerna var övertygade om att ryssarna försökte utveckla kärnvapen bakom ryggen och eftersom de tyckte att kommunisterna var lura, bestämde de sig för att den mest troliga testplatsen för dessa nya vapen inte fanns i haven, inte i öknarna, faktiskt inte ens på jorden själv. Amerikanerna trodde att sovjeterna testade kärnbomber på den mörka sidan av månen.

STIRLING COLGATE (Los Alamos National Laboratory): Jag menar kom igen, ge mig en paus typ av saker nuförtiden. Det löjliga med det, de, men sovjeterna skulle köpa sig in i samma paranoia eftersom deras paranoia, du vet, kanske säger djupare inavla.

FÖRSÄLJARE: Stirling Colgate var expert på kärnbombtestning. Han fick ansvaret för att utforma en serie satelliter som var känsliga nog för att ta upp det svagaste spåret av en kärnkraftsexplosion från så långt borta som månen.

STIRLING COLGATE: Så satelliterna gjordes för att upptäcka kärnkraftsöverträdare, fuskare, vilket innebar att de måste vara mycket känsligare än någon förnuftig bombfysiker någonsin skulle ha sagt att de behövde vara.

FÖRTÄLLARE: Colgates satellit var utformad för att plocka upp ett enda tecken på en kärnkraftsexplosion som inte ens ryssarna kunde dölja. Gamma-strålar, den dödligaste energiformen i universum.

STAN WOOSLEY: En typisk gammastråle kan gå igenom så mycket bly [6-8 cm] och det betyder att ett stort, stort antal av dem kommer att deponeras i din kropp och de kan göra biologisk skada.

FÖRSÄLJARE: Med varje kärnkraftsexplosion uppstår en dödlig explosion av gammastrålar. Om kommunisterna testade bomber på månen skulle Stirling Colgates satellit upptäcka dem. Colgates satellit lanserades med stor hemlighet, men vad den skulle upptäcka skulle visa sig vara mycket mer dödlig än en rysk kärnbomb. Den 2 juli 1967 verkade det som att deras värsta mardröm hade gått i uppfyllelse. Colgates satellit tog upp en enorm burst av gammastrålar.

STIRLING COLGATE: En kärnbombsignal som du förväntar dig att se från ett test i rymden på ett kärnvapen skulle först vara en puls, mindre puls, sedan följt av en tid en mycket större puls och dessa två pulser är den primära och den sekundär.

FÖRSÄLJARE: Men berättarsignalen kom inte från någon kärnbomb. Det var från något långt, mycket större, något av obegriplig storlek.

STIRLING COLGATE: Jag blev blåst bort, helt, helt blåst bort. Min herre, vad fan ser de där ute?

NARRATOR: Och signalerna fortsatte att komma. Något där ute orsakade enorma explosioner som sprängde ut dödliga gammastrålar.

STAN WOOSLEY: Ingen visste riktigt riktigt vad man skulle göra av det och det fanns, det fanns skrämmande idéer som bandade sig ett tag att även dessa var interstellära stjärnkrig pågår och vi såg, de fasade sprängningarna som missade sitt mål, eller att kometer förintade med antikometer eller att små svarta hål avdunstade. Folk visste inte riktigt vad de skulle göra av det.

BERÄTTARE: Resan som en dag skulle leda vetenskapen tillbaka till den kosmiska mörka tidsåldern hade börjat. Astronomer var förvirrade. De hade ingen aning om vad som orsakade dessa skurar. Den mest troliga orsaken, trodde de, var någon form av exploderande stjärna, men för att vara säker på att de vänt sig till inte mindre en myndighet än Einstein och till en av de mest grundläggande av alla fysiklagar: E = mc². Denna berömda ekvation stöder många av våra antaganden om hur universum fungerar. Det sätter en gräns för vilken explosion som helst. Ingenting kan explodera med mer energi än vad som finns i dess massa, så om någon form av stjärna verkligen var källan till dessa gammastrålsutbrott skulle E = mc² berätta hur stora explosionerna kan vara.

MARTIN REES: Mängden kraft du kan få från en stjärna är begränsad enligt Einsteins berömda formel E = mc² och om du känner till m, massan, som du vet för stjärnor, så vet vi den maximala mängd energi som du skulle kunna klara av någon tänkbar process.

NARRATOR: När de först visste att det fanns en begränsad storlek på dessa explosioner kunde de sedan räkna ut hur långt de var. När de kopplade in siffrorna insåg de att dessa explosioner måste hända i vår egen Galaxy. Längre bort och E = mc² skulle brytas. Explosionerna skulle vara större än vad som var fysiskt möjligt för någon stjärna att producera och så skurade de galaxen för att ta reda på vilken typ av stjärna som kunde orsaka dessa utbrott av gammastrålar och innan kort tid trodde de att de hade hittat den skyldige. Neutronstjärnor är bland de mest kraftfulla föremålen i vår galax. De är så täta att de har en tyngdkraft av sådan styrka att om något sträcker sig för nära dras det till stjärnan med extrem kraft.

CHIP MEEGAN (NASA, Marshall Space Flight Center): En neutronstjärna är vanligtvis bara några mil över och kommer att ha en massa lika stor som solen, så densiteterna är bara enorma. Om du släppte en marshmallow på en neutronstjärna skulle den ha en atombombs energi eftersom tyngdkraften är så kraftfull.

FÖRTÄLLARE: Neutronstjärnor verkar innehålla tillräckligt med energi för att producera dessa gammastrålar. Den enda frågan var: vad som faktiskt utlöste dem?

CHIP MEEGAN: Det fanns ett antal idéer relaterade till neutronstjärnor specifikt. Tanken var att du släppte något på neutronstjärnan och det släpper ut mycket energi. En idé var en asteroid som föll på en neutronstjärna.

BERÄTTARE: Det blev snart den accepterade teorin att neutronstjärnor avfyrade dessa bursts av gammastrålar om något kolliderade med dem. Mysteriet verkade vara löst. Nu hade de svaret, alla började spekulera om den möjliga påverkan av dessa skurar på jorden. Det började gå upp för dem att om dessa explosioner kom från vår egen Galaxy i praktiken inträffade de precis intill oss.

CHIP MEEGAN: Om en burst gick ut i vår egen Galaxy skulle det vara ganska spektakulärt, det skulle vara extremt ljust var som helst i Galaxy och om vi var tillräckligt nära antar jag att det kan göra en hel del skada. Vissa människor har antagit att stora utrotningar är resultatet av gammastrålning i vår egen Galaxy.

FÖRTÄLLARE: Medan de räknade ut att oddsen för att jorden skulle träffas igen var extremt avlägsen, skulle det hända om effekterna skulle vara förödande.

STAN WOOSLEY: Plötsligt skulle det finnas ett ljus på himlen, om det var 300 ljusår bort, en miljon gånger ljusare än solen. Detta skulle motsvara en miljon megatonbomber som går ut över hela jorden samtidigt. Det skulle vara Hiroshima över hela världen. Jordens atmosfär skulle värmas upp, det skulle finnas enorma orkaner, cykloner, tidvatten, alla former av förstörelse du kan föreställa dig. Det kan ha hänt vissa civilisationer någonstans i vår Galaxy, antagligen, men sannolikheten för att det kommer att hända oss de närmaste miljoner åren är bekvämt mycket liten.

FÖRSÄLJARE: Jorden verkade vara säker, men det som ingen kunde ha känt var att det som verkligen hotades var något mycket, mycket mer grundläggande. Bohdan Paczynski var en astronom som var mer intresserad av fakta som tidens komplexa teorier. Han bestämde sig för att bara koncentrera sig på vad han faktiskt kunde se, riktningen som sprängningarna kom från och deras fördelning över himlen.

PROF BOHDAN PACZYNSKI (Princeton University): När jag tittade på gammastråleslag insåg jag, åtminstone för mig, att det var hopplöst komplicerat, så jag gav upp det direkt. Jag tyckte bara att det var alldeles för svårt för mig och istället tittade jag på saker, aspekter av gammastrålningsskurar, som är lätta att förstå och detta är fördelningsegenskaperna.

FÖRSÄLJARE: Att plotta riktningen för skurarna Paczynski vände sig till vår galax - Vintergatan. När vi tittar upp mot natthimlen ser vi Vintergatan som en smal stjärna. Astronomer kallar detta område av himlen för det galaktiska planet, men vårt är en förvrängd vy eftersom vi sitter vid kanten av galaxen. Faktum är att vår Galaxy sträcker sig i 100 000 ljusår över rymden i en platt skiva. Om dessa skurar verkligen kom inifrån vår Galaxy så insåg Paczynski att de alla borde komma från bara ett ställe.

BOHDAN PACZYNSKI: Om gammastrålningsskurar fanns i vår galax skulle de fördelas på det sätt som allt distribueras nu vår galax vilket innebär att de borde vara nära det galaktiska planet och eventuellt också koncentreras mot det galaktiska centrumet.

FÖRTÄLLARE: Men när han sammanfattade all tillgänglig data som Paczynski såg var något ganska oväntat.

BOHDAN PACZYNSKI: Gamma-strålar kom till oss från hela himlen utan någon speciell relation till vårt galaktiska plan eller det galaktiska centrumet och det är faktiskt det jag såg i data.

FÖRTÄLLARE: Så gammastrålningsbristerna kom inte från Vintergatan. De kom från hela natthimlen. För Paczynski kan detta bara betyda en sak.

BOHDAN PACZYNSKI: I motsats till vad många tror, ​​kan gammastråleskott inte vara i vår galax, men i stället borde de vara väldigt, väldigt långt borta, ungefär i utkanten av universum.

FÖRSÄLJARE: Paczynski hade kastat ner en utmaning. Neutronstjärnteorin, förklarade han, var fel. Explosionerna måste komma från något mycket större och långt längre bort. Problemet var att Paczynskis observationer tycktes kräva explosioner med mer energi än någon stjärna någonsin hade producerat.

STAN WOOSLEY: Om du tog en modell som skulle fungera på de avstånd som Bohdan beskrev skulle du behöva omvandla en miljon jordmassor till ren energi omedelbart - väl inom tio sekunder ändå - och i form av gammastrålar och få ut det och få det är tre miljarder ljusår för oss och så ja, OK, Bohdan kan vara, men var bra, arbeta på något annat ett tag.

FÖRSÄLJARE: När Bohdan Paczynski släppte sina resultat avskedades han som galen.

BOHDAN PACZYNSKI: De människor som märkte tänkte åh min gud, han är galen, det är inte ett seriöst förslag. Vi tror inte på det för det här skulle kräva upprörande mängd energi om du lägger dessa källor så långt borta att de måste vara otroligt energiska för att vi ska se dem i den intensitet vi ser dem, så i princip var det helt avskedad.

FÖRSÄLJARE: Det enda sättet Paczynski kunde ha rätt var om Einstein hade fel och E = mc² hade fel. Paczynski måste ha gjort ett misstag. Han glömdes snart och hans teori var det också, tills fem år senare när han skulle återvända med hämnd. 1991 lanserade NASA BATSE-satelliten. Utrustad med toppmoderna detektorer skulle den studera skurarna i detalj för första gången, men när data kom i en störande bild började dyka upp.Vad de hade förväntat sig var att skurarna skulle stämma överens med det galaktiska planet vilket innebar att de kom från vår egen galax.

JERRY FISHMAN (NASA, Marshall Space Flight Center): Det första dussinet eller så gammastrålebrister stod inte i linje med Galaxy. Det nästa dussinet eller så stod inte heller i linje med Galaxy, men de råkade vara slumpmässigt fördelade över himlen.

NARRATOR: Återigen var forskarnas första tankar att någon måste ha gjort ett misstag.

CHIP MEEGAN: Jag tänker att den omedelbara reaktionen kanske var lite misstro att de måste göra något fel och naturligtvis oss själva, vi var oroliga för det och och oroade för det varje natt när vi försökte sova.

FÖRTÄLLARE: Och ändå när varje dag gick uppträdde fler och fler sprängningar över hela himlen.

JERRY FISHMAN: Vi sa bra, det här kommer att orsaka en hel del vågor, men vi bör bättre offentliggöras med detta tillkännagivande att det ser ut som att gammastrålespridningarna är jämnt fördelade över himlen.

NARRATOR: Det fanns inget tvivel nu. Paczynski hade rätt hela tiden.

BOHDAN PACZYNSKI: Jag tycker att det var professionellt det roligaste ögonblicket i mitt liv för att jag plötsligt insåg att något som var mycket riskabelt, som kunde fungera på något sätt, visade mig, så jag var naturligtvis väldigt, väldigt glad.

BERÄTTARE: Men Paczynskis triumf hotade att kasta vetenskapen i kaos. Om skurarna kom bortom vår galax, måste de orsakas av något mycket större än vetenskapen kunde förklara.

CHIP MEEGAN: Om de verkligen kom från avlägsna galaxer var det ett fenomen som inte liknar något vi har sett tidigare. Mängden frigjord energi, den frigjorda energin var större än någon någonsin tidigare sett i någon annan form och detaljerna om hur du fick att ingen kunde förstå hur det kunde vara. Det var, det pressade gränserna för vår förståelse.

NARRATOR: Det stod nu klart att dessa explosioner var av nästan otänkbar storlek. Så stort faktum att de till och med bryter mot Einsteins grundläggande lag - E = mc² - och det var tänkt att vara omöjligt. Det blev nu absolut nödvändigt att få en noggrann avståndsmätning av gammastrålningen. Forskare vände sig till den enda tekniken de hade för att exakt mäta hur långt borta föremål är från jorden, en teknik som kallas red shift.

NIAL TANVIR: Red shift är ett fantastiskt viktigt verktyg för astronomi. I grund och botten är att mäta det röda skiftet till ett objekt det som säger oss avståndet till det objektet i astronomin och avstånden vi pratar om är så stora att de är extremt svåra att mäta på något annat sätt, men röda skift visar sig faktiskt vara ganska enkel.

FÖRSÄLJARE: De flesta explosioner orsakar synligt ljus. Forskare kan dela upp detta ljus i sitt spektrum av färger. Ju längre bort ett objekt är från jorden desto mer röd ser ljuset ut. Problemet med gammastrålning är att de inte ger något synligt ljus, så de kan inte förskjutas i rött.

STAN WOOSLEY: Även idag kan vi inte fokusera gammastrålning. Det finns inga linser som skapar en bild i gammastrålning.

FÖRTÄLLARE: Men då insåg de att när gammastrålarna sprängde ut, skulle de passera genom all gas och damm som flyter i rymden. Detta material skulle värmas upp och glöda. Denna efterglöd skulle vara synlig och kan pågå i flera dagar. Om de kunde hitta det kan det skiftas rött.

STAN WOOSLEY: Om vi ​​någonsin kunde hitta bara en glödande glödlampa av en gammastråle skulle mysteriet spricka öppet eftersom vi hade en plats och vi kunde gå och titta med hela panoply av radioteleskop och teleskop i rymden och stora teleskop på marken.

FÖRSÄLJARE: Jakten på efterglöd. Den 9 maj 1997 plockades upp en mycket ljus gammastrålning. Över hela världen omprogrammerades och fokuserades teleskop om i hopp om att fånga denna svårfångade efterglöd, och sedan hände det. En svag ljusblixt sågs. Astronomerna analyserade ljuset. Det var inte vid den blå änden av spektrumet vilket tyder på att burst var inifrån vår Galaxy, ljuset var inte ens grönt. Det gula skulle ha visat att skurarna kom långt utanför vår Galaxy, men det var inte heller där. Detta ljus var så långt mot den röda änden av spektrumet att burst bara kunde ha kommit längre bort än någon någonsin föreställt sig.

STAN WOOSLEY: Röda skift visade sig avgörande över alla tvivel om att de kom från kanten av universum och ingenstans i närheten.

FÖRTÄLLARE: Så gammastrålningssprängningarna kom från andra sidan universum 10 miljarder ljusår bort. Ingen stjärna kunde vara tillräckligt stor för att producera den mängden energi.

STAN WOOSLEY: Om du tog alla stjärnorna i alla galaxer och alla kvasarer och allt i universum och satte ihop dem alla vid ett tillfälle på avståndet av en gammastråle skulle det inte vara lika ljus som gamma ray burst.

FÖRSÄLJARE: Det innebar att de producerades av explosioner som inte bara testade Einsteins lag till dess gränser, de splittrade den helt.

MARTIN REES: Mängden kraft som är involverad för att producera en ljus blixt som detekteras bokstavligen 10 miljarder ljusår bort var en anmärkningsvärd energikälla och anmärkningsvärt fenomen som vi verkligen var tvungna att försöka förklara.

FÖRSÄLJARE: Forskare bedövades. Nu konfronterades de med något som var fysiskt omöjligt.

BOHDAN PACZYNSKI: Vad som var otrolig var hur mycket energi omvandlas till gammastrålar eftersom mängden energi var så stor att människor kände min godhet, kanske behövs ny fysik.

BERÄTTARE: För ett kort ögonblick verkade det som om E = mc² var fel och om en lag som var så grundläggande som den var fel, kanske allt vi förstod om universum också kunde vara fel. Någon var tvungen att återställa ordningen. Mannen som kom till undsättning var en av astronomins tyngsta kanoner. Martin Rees är inget mindre än Astronomer Royal.

MARTIN REES: Fysiker tycker alltid om att observera platser där naturens lagar så att säga testas till brytpunkt för då kommer vi att se hur robusta dessa lagar är, kanske upptäcka något nytt och de mest spännande delarna av universum, från en fysikers synvinkel är de platser där de mest extrema förhållandena råder och jag tror att det finns en klar enighet om att gammastrålningsbrister involverar den mest extrema fysiken vi känner till.

BERÄTTARE: Rees insåg att forskare alltid hade gjort ett antagande när de beräknade storleken på skurarna. Explosioner sprutar normalt ut energi i alla riktningar, så forskare hade antagit att det vi såg på jorden bara var en liten bråkdel av den totala energin som producerades av explosionen och där låg problemet.

MARTIN REES: Om de verkligen sände ut energi över hela himlen inte bara i en riktning mot oss, skulle det innebära så mycket energi att det skulle strida mot Einsteins E = mc².

BERÄTTARE: Men Rees är expert på de mest bisarra föremålen i universum - svarta hål. Ett svart hål skapas när en stjärna bränner upp allt sitt bränsle och dör som kollapsar på sig själv. De har så oerhört allvar att de sväljer upp allt omkring sig och som de gör kastar de upp ren energi i två kraftfulla strålar. Rees trodde att samma process var på jobbet med gammastråleskuren.

MARTIN REES: Om det var fallet att gammastrålningsenergin kommer ut, inte i alla riktningar runt explosionen, men kanaliseras i en viss smal stråle eller stråle, betyder det att den totala mängden effekt som kommer från en enda objektet är mindre än det skulle vara om det var tvungen att stråla över hela himlen för att skurarna skulle ha en strålkastarlampa som kommer mot oss.

FÖRSÄLJARE: Det skulle betyda att den energi vi upptäckte på jorden skulle vara nästan den totala energin som produceras av explosionen.

STAN WOOSLEY: Det tar inte nästan lika mycket energi om du kan skjuta ner ljuset i en pistol och skjuta det direkt på observatören, då behöver du inte slösa energi i andra riktningar. Vi kallar detta strålande.

BERÄTTARE: Med hjälp av Rees teori beräknade de om explosionernas storlek och fann att de nu låg inom Einsteins gräns. Det fanns ett sätt att gammastråleskott kunde komma från universums längsta kanter och fortfarande inte bryta fysikens grundläggande lagar, men Rees teori gjorde något annat. Det gav forskarna den första ledtråden till vad som faktiskt kan orsaka dessa mystiska explosioner. Det måste vara något att göra med stjärnor som dör och de svarta hålen som de sedan skapar. Vad ingen kunde ha gissat var att det verkliga underet av dessa gammastrålsskurningar ännu inte framkom.

STAN WOOSLEY: Att arbeta inom detta område har verkligen varit en berg-och dalbana, du vet. Tänker att du förstod något och sedan insett att du är helt fel och sedan måste visa mig vara ett av de mest spännande fenomenen i universum.

FÖRSÄLJARE: Det skulle vara ett fenomen som skulle kunna tillåta vetenskapen att nå tillbaka till den kosmiska mörka tidsåldern. Händelseförloppet som skulle avslöja allt började den 22 februari 2001. Teleskop runt om i världen plockade upp den näst mest kraftfulla gammastrålning som någonsin upptäckts. Data började strömma in i det mycket stora utbudet i New Mexico, världens största samling radioteleskop. Ansvarig var Dale Frail.

DALE FRAIL (National Radio Astonomy Observatory): Efter att en av dessa skurar har gått ut är det ett galet frenesi av telefonsamtal runt om i världen som försöker fånga skuret. Den tidigaste utvecklingen av dessa händelser är väldigt viktig för oss som astronomer, så att vi ringer i telefon för att ta så många resurser som vi kan runt om i världen medan källan stiger och i denna speciella händelse kunde vi gå vidare inom en några timmar av evenemanget.

FÖRTÄLLARE: När Frail analyserade mönstret av radiovågor som följde sprängningen slog något honom. Vanligtvis spränger energin ut vid en explosion, når en topp och bleknar sedan till ingenting, men det är inte vad Frail såg.

DALE FRAIL: Vad vi hade förväntat oss är att något stiger, når ett maximum och sedan försvinner med tiden, men till vår fullständiga förvåning var det vi hittade en signal som var mycket starkare än vi förväntade oss och den stannade konstant under hela tiden vi observerade det. Faktum är att den förblev konstant så långt vi vet fram till i dag.

FRÅGARE: Frail kunde inte ta reda på hur en explosion kunde ge av sig en konstant ström av energi långt efter att den skulle ha försvunnit och då insåg han att han inte bara tittade på en explosion utan på ett av universums underverk. det finns bara en typ av plats som är känd för att avge en konstant radiosignal som den som Frail hade sett - stjärnkammare, de platser där nya stjärnor föds.

DALE FRAIL: De är fantastiska plantskolor där nya stjärnor föds dagligen, helt nya stjärnor varje dag.

FÖRSÄLJARE: Stjärnkammare finns i alla galaxer. De är en av de mest extraordinära sakerna i universum. De består av enorma moln av gas och damm, hundratals ljusår breda. Inuti dessa moln är trycket så stort på platser att heta, täta klumpar bildas. Dessa blir så heta att en kärnkedjereaktion startar och gasklumpen antänds och blir en stjärna. Det var dessa stjärnkammare som verkade producera gammastråleskuren.

DALE FRAIL: Upptäckten av en gammastrålebrist inne i en av dessa fantastiska plantskolor pekar oundvikligen på tanken att gammastrålesprängningar på något sätt är kopplade till denna process av stjärnformning.

FÖRSÄLJARE: Men det var helt enkelt inte meningsfullt. Teorin var att gammastrålesprängningarna orsakades av svarta hål, resultatet av stjärnor som dog, så varför kom de från de platser där stjärnor föds? Den person som skulle föra samman liv och död var Stan Woosley, en man som länge är besatt av saker som går bra.

STAN WOOSLEY: Jag har alltid älskat explosioner. Jag älskade fyrverkerier, jag älskade att sätta ihop kemikalier av olika slag som du inte kan få längre och få lite smäll när jag var liten, säkert borta från människor, och tanken att den gammastrålesprängningen visar sig vara bara största smällen i universum är bara en riktig spänning.

FÖRSÄLJARE: Woosleys mål var att ta reda på hur en stjärna kunde dö medan han fortfarande var i en stjärnkammare. De flesta stjärnor lever i cirka 10 miljarder år. Först då, långt efter att plantskolan har försvunnit, dör de, men Woosley räknade ut att om en stjärna skulle växa till en enorm storlek, vad han kallade en massiv stjärna, skulle hela livscykeln och döden påskyndas. En massiv stjärna skulle bränna upp allt sitt bränsle så snabbt att det skulle leva bara en bråkdel av en stjärnas normala liv.

STAN WOOSLEY: Nu får en stjärna som har 10 eller 20 gånger solens massa mycket kortare livslängd. Det har mer massa att bränna men det bränner sitt bränsle mycket snabbt. Det är den snabba levern i stjärnfältet.

FÖRSÄLJARE: Det betyder att dessa massiva stjärnor skulle dö medan de fortfarande var mycket unga, fortfarande inne i stjärnbarnen.

STAN WOOSLEY: Dessa stora stjärnor dör väldigt nära där de föddes och det betyder att om gammastrålningsskur kommer från massiva stjärnor, som vi misstänker, bör gammastrålningsskurar som är dessa stjärters död också förekomma i regioner där stjärnor föds, så det här är en aning om vad som får gammastrålen att spränga förutsägelsen.

FÖRTÄLLARE: Med hjälp av sin teori om massiva stjärnor satte Woosley samman alla bitarna i pusslet och han kom med en teori som förklarade allt. det fick namnet hypernova. Allt börjar inuti en stjärnkammare med bildandet av en massiv stjärna. Stjärnan bränner sedan rasande och använder allt bränsle i sin kärna på bara en miljon år. Det kollapsar sedan in på sig själv och blir så tätt att ett svart hål bildas. Det suger upp allt som en gång gjorde stjärnan. Ut ur det svarta hålet spricker gammastrålningsstrålarna. En hypernova bildas som frigör gammastrålar i två, tätt fokuserade strålar. Det betyder att varje gång vi ser en gammastråle spricker vi i en massiv stjärns dödsrop och ett svart håls födelse. Mysteriet med gammastrålningen löstes.

MARTIN REES: Gamma ray bursts är de mest extrema föremål som vi hittills har upptäckt i universum. De involverar mer kraft, mer intensiv strålning än vi hittat någon annanstans. De är förmodligen de platser där svarta hål nyligen bildats.

NARRATOR: Men nu verkar det som om det finns en sista vridning på den här historien.

CHIP MEEGAN: Gamma ray bursts var häpnadsväckande när vi först upptäckte dem. De har blivit ännu mer häpnadsväckande nu när vi vet hur långt de är och nu öppnar de ett nytt fönster mot det avlägsna universum.

FÖRTÄLLARE: Vissa tror nu att gammastrålningen kan lösa problemet som har besegrat forskare så länge: vad hände i den kosmiska mörka tidsåldern?

NIAL TANVIR: En av utmaningarna med observationskosmologin just nu är att försöka driva våra observationer så långt vi kan in i den mörka tidsåldern för att verkligen se när de allra första objekten som stjärnor och galaxer bildas.

BERÄTTARE: Anledningen till att forskare är så desperata att ta reda på hur de första stjärnorna bildades är att de har nyckeln till skapelsens stora mysterium. Forskare visste att alla element som utgör universum - galaxerna, planeterna, till och med luften vi andas in och benen i våra kroppar - alla först gjordes i stjärnor.

STAN WOOSLEY: Allt, inklusive elementen som du och jag är gjorda av, har gjorts som en produkt av stjärnutveckling.

CHIP MEEGAN: Så här bildas de tyngre elementen, så järnet i ditt blod kom från mitten av en stjärna. Vi är verkligen stardust.

FÖRTÄLLARE: Utan stjärnor för att göra alla element skulle det inte finnas något för när stjärnor dör exploderar de och sprider sin stjärndamm över rymden. Det blir då en avgörande del av dammet och gasen som bildar nästa generation stjärnor, men mysteriet är: om stjärnorna gör alla element, vad gjorde de allra första stjärnorna? Svaret måste ligga i de kosmiska mörka åldrarna i tidens gryning. Vad forskare nu har insett är att gammastrålningen kan vara ett sätt att se in i de mörka åldrarna. Vi vet nu att dessa explosioner hände miljarder ljusår från jorden. Det betyder också att de hände för miljarder år sedan. Det har tagit hela tiden för ljuset att nå oss. Forskare hoppas nu att strålarna från gammastrålar kommer att fungera som en fackla som leder deras teleskop genom mörkret. De vet att skurarna leder dem direkt till stjärnhem. Förhoppningen är att de en dag kan hitta skurar från de allra första stjärnbarnen där de allra första stjärnorna gjordes.

MARTIN REES: De första gammastrålarna kan kopplas till de allra första stjärnorna och i så fall tillåter de oss att undersöka vad som händer i universums skede när det precis kommer ut ur dess mörka tidsålder.

FÖRSÄLJARE: Ingen har ännu sett en gammastråle brista från den mörka åldern. Det äldsta vi har är från 10 miljarder år sedan, men tidigare måste det finnas. Det är nu bara en fråga om att hitta dem och sedan när vi gör det, äntligen kommer vi att lära oss hur universum som vi ser det idag blev.


Fråga en astrofysiker

Första gången besökare: Var noga med att läsa vår huvudsida!

  • Kolla in resurslänkarna. Det här är de webbplatser som vi ofta pekar på när vi besvarar dina frågor.
  • Bläddra igenom biblioteket med frågor nedan.
  • Prova också vår sökmotor Ask a Astrophysicist !.
  • Om din fråga är fortfarande inte svarat, följ länken längst ner på denna sida.

Bibliotek med tidigare frågor och svar

Gamma-ray bursts

Jag har sett program på min kabel som finns på nasa-kanalen. De behandlar NASAs program och även program som har människor som pratar om rymden och universum. På en av utställningarna handlade det om vissa ljuskällor som regeringen ville upptäcka för att se om folket testade bomber i rymden under andra världskriget. Ljuskällan var, tror jag, gammastrålning på grund av bomberna som avger ljuskällan i det intervallet. Det bestämdes att det fanns ljuskällor som upptäcktes, men inte från någon plats i rymden från en bomb, utan från något annat och energin från detta var större än energin i håluniverset. Det nämndes att antingen var det fel när energin bedömdes eller beräknades eller så var universums storlek 10 gånger större än vad de trodde.

Sökandet efter bomber i rymden du hänvisar till skedde faktiskt under det kalla krigets höjd, på 1960-talet. USA oroade sig för att Kina eller Sovjetunionen kunde explodera kärnvapen i rymden och dölja denna aktivitet från andra länder, vilket skulle ha varit ett brott mot fördraget om kärnvapenförbud. Vela-serien av satelliter lanserades i rymden för att söka efter gammastrålning från ett sådant test i rymden, även på platser som ligger så avlägset som bakom månen. Inga gammastrålar upptäcktes från jorden, men som ni vet upptäcktes ett antal gammastrålningsskurar och informationen som samlats in från satelliterna som observerade dessa händelser indikerade att skuren förekommer långt från jorden. Att förklara orsaken till gammastrålningsutbrott är fortfarande ett spännande forskningsområde för högenergi-astrofysik. Du kan lära dig mer om detta på Learning Center hemsidor.

Hälsningar,
Padi Boyd,
för Föreställ dig universum!

Flera individer har berättat för mig att de nyligen har läst en eller flera artiklar i tidningarna (antingen den 15 maj eller 14 maj) angående upptäckten av en gammastråle som var mor till alla gammastrålar. Enligt dessa individer kom gammastrålningen från en källa som hade ett energiinnehåll som var större än den energi som finns i det kända universum! Jag tvivlar inte på historien (tyvärr såg jag inte artikeln) upp till en punkt. Jag är säker på att en kraftfull gammastråle upptäcktes men jag ifrågasätter det angivna energiinnehållet. Skulle du snälla förtydliga det angivna energiinnehållet (upptäcktes denna gammastråle av nasa-astronomer?) Och berätta var jag kan få uppdaterad information om denna upptäckt av en sådan kraftfull gammastråle.

Min kollega David Palmer gav det bifogade svaret på din fråga.

Jim Lochner
för Fråga en astrofysiker

Jag tror att tidningsartiklarna hänvisade till den senaste upptäckten av en gammabild med en hög rödförskjutning. Denna källa, under några sekunder, producerade över en miljon gånger så mycket kraft som hela vår galax, även om det var mycket mindre än resten av universum som helhet.

Ungefär en gång om dagen är det en plötslig blinkning av gammastrålar som kommer från någon slumpmässig punkt på himlen. En Gamma-Ray Burst (GRB) är ofta den ljusaste källan på himlen, ofta ljusare än allt annat tillsammans. När de upptäcktes för ett kvart sekel sedan, var det omedelbart 'uppenbart' att källorna till dessa GRB måste vara relativt nära i rymden, annars skulle de behöva producera löjliga mängder energi för att vara så ljusa.

I takt med att bättre och bättre instrument flögs samlades allt mer data som indikerar att dessa GRB var avlägsna. I stället för att tro att källorna vi ser var i vårt lilla hörn av vår galax delades den astronomiska gemenskapen upp i dem som trodde att GRB-källor var ute i vår galaxens avlägsna kant, och de som trodde att GRB var på kosmologiska avstånd, långt ute i universum. Det galaktiska lägret krävde att GRB var bara löjligt ljusa, men det kosmologiska lägret krävde GRB-energier som var helt löjliga - lika mycket energi som en supernova, släppt på sekunder, och allt i gammastrålning. (Och detta ignorerar det faktum att det är mycket svårt att göra gammastrålar effektivt, så det kan kräva hundratals till tusentals gånger mer total energi för att få ut så mycket gammastrålningsenergi.)

En anledning till att GRB var så mystiska är att ingen hade sett dem avge något annat än gammastrålar, och gammastrålningar är svåra att arbeta med. Du kan inte fokusera dem med speglar eller linser, så det är väldigt svårt att säga varifrån de kommer med bättre noggrannhet än en grad eller så. Om du har en 1 graders position kan du titta på den med moderna teleskop (även om du vanligtvis måste titta på en liten region, flytta teleskopet, titta på en annan liten region, etc. eftersom 1 grad är ett stort område av i modern termer) och du kommer att se många många olika objekt. Problemet är att du inte kommer att kunna berätta vilket av dessa objekt, om någon, är källan till GRB.

Nyligen lanserades BeppoSAX-rymdfarkosten av ESA. Detta rymdskepp har ett instrument som kan lokalisera GRB (om de faller i sitt 40 x 40 graders synfält) inom cirka 10 bågminuter. Det har också ett röntgenteleskop som, om det pekas på en noggrannhet på 10 bågminuter, kommer att se en svag röntgenkälla och lokalisera den med en bågminuts noggrannhet.

Tre gånger har detta instrument sett en GRB med sitt första instrument och inom 8 timmar pekat på sitt röntgenteleskop och sett en blekande källa som den kunde lokalisera inom en bågminut. Vid två av dessa tillfällen har personer som använder stora optiska teleskop sett ljuspunkterna blossa upp och dö ner på rätt plats. Dessa ljuspunkter är mycket svaga (20: e magnitud) men med stora teleskop som Hubble Space Telescope, Mount Palomar och Keck Observatory kan de studeras.

Den senaste optiska källan har linjer i sitt spektrum som antyder att den har en rödförskjutning på z = 0,8, ungefär halvvägs över universum. Batsinstrumentet på Compton Gamma-Ray Observatory mätte också denna GRB och rapporterar ett flöde (vid jorden) som nådde maximalt 1,7 x 10-7 ergs / cm 2 / s. Detta ger en total toppeffekt på några x 10 50 ergs / sekund, och under burstens 35 sekunders varaktighet producerade det några x 10 51 ergs.

För att få en känsla för detta producerar hela vår galax cirka 3 x 10 43 ergs / sekund vid alla våglängder (mestadels optiska). Därför var detta gammastrålningsobjekt miljontals gånger så ljust som vår galax. Det är ganska ljust, men det finns kanske 10 till 100 miljarder galaxer i universum. Så gammastrålningsskuren var ungefär en 10 000: e så ljus som hela universum.

Så det var miljontals gånger ljusare än vår Galaxy, det ljusaste i hela universum under några sekunder, och var en betydande bråkdel av universums ljusstyrka, men pressen är återigen skyldig till överdrift.

Jag hörde just termen "hypernova". Finns hypernovaer verkligen? Är det sant att det fanns en nyligen upptäckt? Hur bildas en hypernova, i motsats till supernovaer och svarta hål?

En hypernova är en möjlig förklaring till gammabild. Det kan ses som en "misslyckad supernova" - en massiv stjärna vars kärna kollapsar men som inte riktigt spränger sig själv. Tanken är att stjärnans kärna kollapsar eftersom den har tagit slut på bränsle och inte längre kan producera tillräckligt med tryck för att motstå tyngdkraften. Den centrala delen av stjärnan kollapsar och bildar antingen en neutronstjärna eller ett svart hål. I en supernova blåser den resulterande chockvågen av stjärnans yttre delar. I fallet med en hypernova blåser inte chockvågen av stjärnans yttre lager. Materialet i de yttre skikten faller på det centrala svarta hålet eller neutronstjärnan och omvandlar dess gravitationspotentialenergi till värme och strålning. Detta kan resultera i en mycket högre ljusstyrka än en supernova. Det är därför hypernova föreslogs som en möjlig förklaring till gammastrålningsskurar. Röntgen efterglöd från en gammastrålning har visat sig vara mer lysande än en supernova. Huruvida hypernovaer verkligen finns är fortfarande en öppen fråga.

Damian Audley
för Fråga en astrofysiker

Kan Gamma-ray burst vi ser vara effekterna av bildandet av ett nytt svart hål? Kan det vara så att vi ser skapandet av en händelsehorisont - liknar att ett gummiband bryts? Eftersom skurarna varar från cirka 30 ms till över 1000-talet, kan de relateras till stjärnans storlek (3 km = 30 ms) och möjligen till en kaskadhändelse för skapande av svart hål (1000 sek. +) Som involverar flera massiva stjärnor som i mitten av en galax?

I teorin kan bildandet av en händelsehorisont inträffa utan någon spänning alls. Det är inte som att ett gummiband går sönder, utan mer som ett djur som sjunker under vattenytan. Detta kan inträffa tyst, som en val som simmar ner för att leta efter bläckfisk, eller våldsamt, som vinnaren av Texas Belly Flop Competition 1997.

Även om skapandet av en händelsehorisont och bildandet av ett svart hål inte nödvändigtvis behöver skapa en burst av gammastrålar, slutar de flesta modeller av gammastrålning med ett svart hål. Detta beror på att den energi som krävs (förutsatt att dessa källor är kosmologiska) är en stor del av en stjärns massa och tidsskalorna verkligen är jämförbara med storleken på en händelsehorisont för en sådan massa. Specifikt involverar den för närvarande mest populära grb-modellen två neutronstjärnor som kolliderar med varandra, en process som bildar ett svart hål. (Ingen vet riktigt hur en sådan händelse skulle producera gammastrålning, men bildandet av ett svart hål i slutet anses vara oundvikligt.)

David Palmer och Jim Lochner
för Fråga en astrofysiker

Jag är en 16-årig amatörastronom och vill gärna veta (i lekmän, helst) hur sammanslagning av neutronstjärnor kan resultera i grbs.

Gravationspotentialenergin för två 1,4 neutronstjärnor som nästan är i kontakt är cirka 3 x 10 ^ 53 ergs, vilket kan vara tillräckligt för att driva gammastrålningsskurar även på de kosmologiska avstånden där vi nu vet att de ska inträffa, åtminstone om händelsen är tillåten för att vara icke-isotrop och koncentrera det mesta av energiutsläppet i smala strålar. Gravitationsenergin skulle frisättas huvudsakligen via produktion av neutrino-antineutrino-par, varav en liten andel skulle samverka för att producera elektron-positron-par, vilket i sin tur skulle utplåna och alstra en gammastråleeld. Teoretiker har dock mycket svårt att modellera denna process i detalj!

Paul Butterworth
för Ask a Astrophysicist-teamet

Skulle gammastrålningsskurar bero på förångande minisvarta hål som föreslagits av Stephen Hawking (1974)?

Det här är en mycket bra fråga, som gammastrålningsastronomer har tänkt på allvar. De har dragit slutsatsen att förångande mini-svarta hål troligen inte kommer till (åtminstone majoriteten av) gammastråleskott (GRB).

Här är några av anledningarna:

Varje grb är annorlunda: vissa är komplexa, andra är enkla, andra är långa, andra är korta, andra är hårda, andra är mjuka. Men varje förfallna svarta hål är densamma (förutom vinkelmoment och omgivande material).

Ruttnande svarta hål har väl förutsagt tid och energibeteende. Vad som förväntas av ett svarthålsförfall är en kort, snabbt härdande blixt som skulle vara mest observerbar av Comptel eller EGRET. Comptel och EGRET har letat efter sådana och inte hittat något.

Ruttnande svarta hål förfaller inte om de inte är relativt små, så de har inte mycket energi, så de måste vara i vårt omedelbara område för att kunna ses. Däremot innebär fördelningen av observerade GRB på himlen att de är antingen på kosmologiska avstånd eller åtminstone ganska långt ute i den galaktiska halon.

David Palmer och Koji Mukai
för Fråga en astrofysiker

Förklara de fenomen som är förknippade med ljusstyrkan hos GRB990510 som nyligen har undersökts. Tack.

GRB 990510: s optiska efterglöd var väl placerad för att ses kontinuerligt i många timmar under den första dagen efter burst. Som ett resultat har vi en enastående flerfärgad, kontinuerlig ljuskurva för den.

Ljuskurvan visar att ljuset inte följer ett rakt kraftförfall, men faller av snabbare än vad som skulle extrapoleras från de tidiga observationerna.

Detta är vad man skulle förutsäga om burst inte var isotropiskt utan snarare i form av en jet. När strålen saktar ner sprider den sig, och så lyser den inte längre lika starkt i strålens riktning som den annars skulle, och låter viss utsläpp gå åt sidan.

Efterglödet från denna GRB polariserades också med 1,6%, vilket också föreslår en stråle.

Om utsläppen från GRB är i form av strålar betyder det att det finns mindre energi i burst än en enkel beräkning från observationer skulle föreslå.

David Palmer och Samar Safi-Harb
för Fråga en astrofysiker

Jag har fascinerat studerat den massiva gamma-ray burst-händelsen (GRB990123) som har chockerat astronomer med den otänkbara kraften i burst som inträffade den 23 januari i år. Ett pressmeddelande hävdade att om samma händelse inträffade bara 2000 ljusår borta, skulle den framstå dubbelt så ljus som solen under den korta tiden av burst. Min fråga avser effekterna av gammastrålarna på jorden om en sådan händelse inträffade relativt nära jorden, skulle det jämföras med den elektromagnetiska pulseffekten (EMP) av en kärnexplosion på hög höjd på jordens känsliga elektroniska hårdvara? (Hur nära måste en sådan burst vara för att skapa en sådan effekt?)

Om en gammastrålebrist inträffade nära oss skulle det vara dåligt.

För en beskrivning av vad en ren supernova kan göra, se

Gamma-strålarna från 990123 hade 1000 gånger energiflödet av det optiska ljuset, så vid 2000 ljusår skulle gammorna deponera 2000 gånger så mycket energi som solen (förutom dubbelt så mycket synligt ljus). Dessutom skulle denna gammastrålenergi interagera i den övre atmosfären och producera kväveoxider som snabbt skulle katalysera förstörelsen av ozonskiktet.

Och sedan, några århundraden senare, blir det värre om nuvarande modeller är korrekta. En storm av kosmiska strålar skulle i stort sett utplåna allt som inte fanns under några hundra meter sten.

Se Sky and Telescope för februari 1998 (i de flesta bra bibliotek) för mer information.

Som svar på din EMP-fråga tror jag att de typiska scenarierna involverar en en stor bomb, kall det 10 megatons, på hög höjd, kall det 1000 km. 10 megatons är 4,2 x 10 23 ergs. 990123 producerade ungefär 4 x 54 erg gammastrålar, så det producerade 1 x 10 31 gånger så mycket och skulle vara lika ondskan med 3 x 10 15 gånger avståndet. 3 x 10 15 x 1000 km är cirka 300 000 ljusår.

Så genom denna analys, från var som helst i vår galax, skulle gammastrålarna orsaka en massiv EMP-händelse och slå all elektronik på den sidan av planeten. (Och kanske på andra sidan också, jag vet inte hur EMP sprids över horisonten.)

Det finns dock förmodligen mildrande effekter. En bomb producerar en mycket snabb frisättning av gammastrålar (mikrosekunder till millisekunder) vilket orsakar en snabb ökning av det elektriska fältet, samma mängd energi under en kortare tid betyder mer kraft i pulsen. Den långsammare grb 990123 (varar ungefär en minut) skulle förmodligen orsaka en motsvarande minskning av EMP. Det finns dock GRB med stigningstider på mindre än ett millisekund.

David Palmer och Samar Safi-Harb
för Fråga en astrofysiker

Är det möjligt att jorden kan ha stött på strålning i det avlägsna förflutna? Om så är fallet, skulle det finnas några rester (geologiska bevis, kemiska bevis) att veta?

Tack för din fråga. Det här är en bra fråga, och det är verkligen möjligt att en närliggande GRB strålad i riktning mot jorden har hänt sedan livet uppstod här.

Det har föreslagits att utrotningsevenemanget Ordovician-Silurian för ungefär 440 miljoner år sedan kunde ha orsakats av en GRB. Det finns inga bevis som förfalskar denna hypotes, men det finns inga bevis som styrker den heller ...

Det kan vara möjligt att upptäcka historisk exponering för GRB från stenar på månen, men det är mycket svårare på jorden på grund av tektonisk aktivitet och så vidare.

-Kevin och Hans,
för "Fråga en astrofysiker"

Om stjärnan eta Carina exploderade som en gammastråle under en Hypernova-händelse, skulle det då vara farligt för människor?

Det beror på var människorna är förstås!

Det antas av vissa att gammastrålesprängningar, producerade genom implosion av en massiv stjärna till ett svart hål, producerar det mesta av deras utsläpp i strålar som är riktade längs den imploderande stjärnans rotationsaxel. De flesta som studerar Eta Car tror att rotationsaxeln är längs symmetriaxeln för homunculus nebulosan som omger eta Car, och denna axel lutas med cirka 45 grader till vår siktlinje, vilket innebär att det mesta av det farliga utsläppet inte skulle riktas mot oss. Så det finns förmodligen liten fara för mänskligheten. Det kan dock finnas tillräckligt med utsläpp för att inaktivera kommunikation och andra satelliter.

Är det möjligt att det finns många fler gammastrålningsutbrott än den ungefärliga 360 per år som ses, eftersom de strålar mot oss?

Ja, gammastråleskuren strålar nästan säkert, så det finns troligen tusentals som vi inte ser för varje skur som vi upptäcker. Det exakta förhållandet beror på hur starkt de är.

Koji & amp Kevin
för "Fråga en astrofysiker"

Hur kan vi bekräfta rödförskjutning av en gammastrålning?

Den röda förskjutningen av gammastrålning kan mätas på flera olika sätt. För relativt närliggande kan vi vänta på att gammastrålningsskurvarna själva bleknar och få långa exponeringsspektra för värdgalaxerna. Det finns nu så många gammastrålningsskurar med kända värdgalaxer, så den här metoden är så fast som den blir i kosmologi.

För mer avlägsna gammastrålningsskurar, för vilka värdgalaxen är för svag för den nuvarande generationen instrument, är saker lite svårare. I ett sådant fall kan astronomer ofta upptäcka absorptionsfunktioner i gammastrålningens efterglöd (som optiskt kvarstår i timmar till dagar). Sådan absorption kan förekomma i värdgalaxerna eller i det intergalaktiska utrymmet mellan oss och värdgalaxerna. Därför är den uppmätta röda förskjutningen av absorbatorerna den minsta rödförskjutningen för själva gammastrålningen.


Under de senaste veckorna har Mars ytan sett sina första flygningar av Ingenuity, en experimentell helikopter byggd av NASA. Det lilla rotorskeppet var tänkt att visa att det var möjligt för något att flyga som en helikopter eller ett flygplan i den tunna Mars-atmosfären.

Hittills har uppdraget varit en stor framgång. Den första flygningen, den 19 april, svävade på en höjd av cirka 10 fot i cirka 30 sekunder. Senare försök har varit mer ambitiösa, med den femte flygningen som gör en enkelresa över 423 fot i högre höjd. Från den nya platsen kommer Ingenuity att inleda ett sekundärt uppdrag att tjäna som något som en flygscout för NASA: s Perseverance Rover.

NASA och Kina slogs faktiskt till Mars i år av Hope, en orbiter byggd av Förenade Arabemiraten. Den har cirkulerat runt den röda planeten sedan 9 februari och har börjat göra vetenskapliga observationer av planetens atmosfär och väder.

Tidigare denna vecka släppte rymdfarkosten bilder av väteatomer som omger Mars vid olika tidpunkter. Sådana studier kan hjälpa forskare på jorden att bättre förstå hur gaser cirkulerar på Mars och så småningom flyr från planeten.


Titta på videon: Lastvikter (Maj 2022).