KOSMICZNE ROZBŁYSKI Z ODLEGŁYCH GALAKTYK PREZENTUJĄ : MARCIN SOKOŁOWSKI ( Instytut Problemów Jądrowych ) KATARZYNA MAŁEK ( Centrum Fizyki Teoretycznej ) ROMAN WAWRZASZEK ( Centrum Badań Kosmicznych )

1 rok świetlny = 9,5 biliona km ZIEMIA CO TO ZNACZY ODLEGŁE ? Na Ziemi mamy do czynienia z odległościami w skali km ( 1km = 1000m ) Obwód Ziemi to około 40 000 km czyli odległość jaką pokonuje światło w ciągu ułamka sekundy 0,13 sekundy Odległości w kosmosie są znaaaaaacznie większe miarą odległości we wszechświecie są lata świetlne Średnica = 12 756 km = 0,04252 sekundy świetlnej 1 rok świetlny = 9,5 biliona km Prędkość światła c = 300 000 km/s

UKŁAD SŁONECZNY Odległość ze Słońca do Ziemi to około 150 mln km czyli zaledwie 8,5 minuty świetlnej Odległość w najdalsze zakątki układu słonecznego to około 1/3 roku świetlnego Odległość do najbliższej gwiazdy Proxima Centauri to około 4,22 lat świetlnych !

NASZA GALAKTYKA DROGA MLECZNA ROZMIAR OKOŁO 100 000 lat świetlnych ! WIELKA GALAKTYKA W ANROMEDZIE ( M31 ) ODLEGŁA O OKOŁO 2,5 mln lat św. !!! Około 200 bilionów gwiazd 28 000 lat św. Jeszcze 100 lat temu ludzie sądzili Że wszechświat to tylko 1 galaktyka … Teraz już wiemy, że jest ich około 10 mld ! Galaktyka eliptyczna M87 Galaktyka nieregularna NGC1427A Galaktyka spiralna NGC 7331

WSZECHŚWIAT Składa się z około 10mld galaktyk a każda składa się z około 100 mld gwiazd Odległości dochodzą do kilkunastu miliardów ( 109 ) lat świetlnych ! I rozbłyski o których tu będziemy mówili dochodzą do nas z takich właśnie odległości

Rozbłyski Gamma ( ang. Gamma Ray Bursts ) Jak wiele innych odkryć zostały odkryte raczej przypadkowo i jak wiele innych odkryć bardziej przez siły zbrojne niż naukowców … 10 października 1963 Podpisanie układu o Zakazie Doświadczeń z Bronią Jądrową w atmosferze przestrzeni kosmicznej i pod wodą , a każda ze stron podejrzewała drugą o chęć złamania umowy … wzajemna kontrola

Satelity szpiegowskie VELA 1 i 2 wystrzelone w 1963 roku detektory promieniowania X i gamma możliwość określenia natężenia i czasu błysku promieni g z wybuchu jądrowego późniejsze VELE umiały wyznaczać pozycję z dokładnością do 5o obserwacje całej Ziemi i Księżyca 1958 – USA planowało testy jądrowe na drugiej stronie Księżyca http://leonardo.jpl.nasa.gov/msl/QuickLooks/velaQL.html

Odkrycie pierwszego GRB z 2 lipca 1967 analizujący dane Ray Klebesadel i Roy Olson (Los Alamos National Laboratory) odkrywają w danych z 2 lipca 1967 błysk promieni gamma został on jednocześnie zarejetrowany przez satelity VELA 4 a i b „dwugarbny” kształt błysku raczej całkowicie wykluczał wybuch jądrowy ! ??? CO TO JEST ??? w latach 1967- 73 zarejestrowano w sumie 16 błysków w roku 1973 informacje te zostały odtajnione odległość oceniono na ponad 1 mln km wykluczono Słońce i planety ale nie ustalono ich pochodzenia

Wyznaczanie pozycji błysków przy pomocy sieci IPN (Interplanetary Network) Złożona z detektorów promieniowania g znajdujących się na statkach kosmicznych badających Słońce i planety. Jeśli przynajmniej trzy satelity zarejestrują błysk to można określić jego pozycje na podstawie czasu rejestracji błysku niestety po bardzo długim czasie, co uniemożliwiało natychmiastowe obserwacje teleskopami optycznymi cDT

Kroki milowe w badaniach GRB Detektor BATSE na pokładzie satelity Compton Gamma Ray Observatory (CGRO ) , wystrzelony 5 kwietnia 1991 wyznaczanie pozycji błysku z dokładnością do około 5o do końca misji ( zakończonej z powodów politycznych 6 maja 2000 ) udało się zarejestrować prawie 3000 błysków gamma ! rozkład izotropowy na niebie, prawdopodobnie pochodzenie spoza naszej Galaktyki ! to by znaczyło że są to największe wybuchy we wszechświecie !!! Satelita CGRO Wciąż jest wiele zagadek skad pochadza i jak powstaja czy sa z naszej Galaktyki czy z poza ??? Jak dzialal BATSE ? http://cossc.gsfc.nasa.gov/docs/cgro/batse/ To by oznaczało gigantyczne energie !!! Błyski długie T>1s i Krótkie T<1s

Dlaczego nie widać ich z powierzchni Ziemi ?

JEŚLI WIDZIAŁEŚ JEDEN BŁYSK GAMMA TO … KAŻDY BŁYSK JEST INNY JEŚLI WIDZIAŁEŚ JEDEN BŁYSK GAMMA TO … … WIDZIAŁEŚ JEDEN BŁYSK GAMMA Przykladowe krzywe blasku GRB – Jeśli widziales 1 blysk gamma to … widziales 1 blysk gamma – każdy jest inny !!!

BŁYSKI GAMMA POCHODZĄ SPOZA NASZEJ GALAKTYKI ! JAK DALEKO JEST DO BŁYSKÓW GAMMA ? BeppoSAX Odpowiedź przyszła dzięki satelicie Beppo-SAX dopiero w roku 1997 Umożliwił on obserwacje odpowiedników błysków gamma w promieniach X i wyznaczenia dokładnej pozycji błysku ( z dokładnością do 3’ kątowych ) dla błysków 970528 i 971214 udało się zaobserwować poświatę X , następnie poświatę optyczna i wyznaczyć przesunięcie linii widmowych , a wiec i odległość Pierwsza obserwacja poświaty X błysku Gamma ( 970228 ) Odległość do błysku 970528 to około … 6,9 mld lat świetlnych ! A do 971214 to 11.3 mld lat św. Beppo SAX, afterglows X i OT , z i pochodzenie pozagalaktyczne zostalo potwierdzone … Wynikaja wielkie energie – napisac jakie zobaczyc prezentacje SUW BŁYSKI GAMMA POCHODZĄ SPOZA NASZEJ GALAKTYKI !

ROTSE TAROT PROMPT ŁOWY NA ODPOWIEDNIKI OPTYCZNE BŁYSKÓW GAMMA odpowiedniki bardzo ważne przy badaniach GRB pozwalają wyznaczać odległość do błysków ( z przesunięć linii widmowych ) pozwalają zrozumieć mechanizmy powstawania błysków Sieć GCN służąca rozsyłaniu informacji o błyskach do teleskopów TAROT PROMPT ROTSE TELESKOPY ROBOTY !!! Teleskopy roboty poszukujace poswiat optycznych blyskow gamma z powierzchni Ziemi , pokazac ROTSE i jego 990123 , TAROT , RAPTOR Powiedziec ze jednym z takich jest nasz eksperyment „pi of the sky” http://www.physics.unc.edu/research/astro/prompt.php http://www.physics.unc.edu/~reichart/prompt.html

Co wiemy obecnie Czego nie wiemy ? pochodzą spoza naszej Galaktyki błyski gamma to krótkie ( < 1000 sekund ) pulsy promieni g z punktowych źródeł na niebie emisja energii w skolimowany w strugę ( ang. jet ) – o rozwartości kilku stopni wyzwalają się w nich gigantyczne energie ( długie E=1051 erg/s , krótkie E=1049erg/s) takiej jak energia wypromieniowana przez Słońce w ciągu setek miliardów lat ! są jaśniejsze niż cała reszta nieba w promieniach gamma częstość występowania : 2-3 dziennie każdy błysk ma inną krzywą blasku Czego nie wiemy ? Co wiemy obecnie Nie wiemy co jest ich źródłem Nie rozumiemy mechanizmu ich powstawania Nie umiemy wytłumaczyć tego co obserwujemy ( krzywe blasku, widmo, energie itd. … ) Hipotezy – błyski długie „collapsar” czyli zapaść masywnej gwiazdy to gwiazdy neutronowej, błyski krótkie „merger” czyli zderzenie 2 gwiazd neutronowych w układzie podwójnym

Symulacje komputerowe ZJAWISKO ZBYT SKOMPILKOWANE ABY DOKONAĆ PEŁNYCH OBLICZEŃ Wyobrażenie krótkiego błysku ( wizja artysty ) TRZEBA ROBIĆ SYMULACJE KOMPUTEROWE I PORÓWNYWAĆ WYNIKI Z O BSERWACJAMI Modele i filmik – np ze zderzenia 2 gwiazd neutronowych Wyobrażenie długiego błysku