Gamma-strålar är en del av Högenergiuniversumet

Alla har hört talas om det elektromagnetiska spektrumet. Det är en samling av alla våglängder och ljusfrekvenser, från radio och mikrovågsugn till ultraviolett och gamma. Ljuset vi ser kallas den "synliga" delen av spektrumet. Resten av frekvenserna och vågorna är osynliga för våra ögon, men detekterbara med specialinstrument.

Gamma-strålar är den mest energiska delen av spektrumet. De har de kortaste våglängderna och de högsta frekvenserna. Dessa egenskaper gör dem extremt livsfarliga, men de berättar också för astronomer a massa om föremål som avger dem i universum. Gamma-strålar förekommer på jorden, skapade när kosmiska strålar träffar vår atmosfär och interagerar med gasmolekylerna. De är också en biprodukt från förfall av radioaktiva element, särskilt i kärnkraftsexplosioner och i kärnreaktorer.

Gamma-strålar är inte alltid ett dödligt hot: inom medicin används de för att behandla cancer (bland annat). Men det finns kosmiska källor till dessa mördare-fotoner, och under den längsta tiden förblev de ett mysterium för astronomer. De stannade så tills teleskop byggdes som kunde upptäcka och studera dessa högenergiutsläpp.

Idag vet vi mycket mer om denna strålning och var den kommer från i universum. Astronomer upptäcker dessa strålar från extremt energiska aktiviteter och föremål som supernovaexplosioner, neutronstjärnor, och svart hål interaktioner. Dessa är svåra att studera på grund av de höga energierna involverade, de är ibland mycket ljusa i "synligt" ljus, och det faktum att vår atmosfär skyddar oss från de flesta gammastrålar. För att "se" dessa aktiviteter ordentligt sänder astronomer specialinstrument till rymden, så att de kan "se" gammastrålarna från högt över jordens skyddande täcke av luft. NASA: s kretslopp Snabb satellit och Fermi Gamma-ray Telescope är bland de instrument astronomer för närvarande använder för att upptäcka och studera denna strålning.

Under de senaste decennierna har astronomer upptäckt extremt starka gamma-strålar från olika punkter på himlen. Med "lång" betyder astronomer bara några sekunder till några minuter. Men deras avstånd, som sträcker sig från miljoner till miljarder ljusår bort, indikerar att dessa objekt och händelser måste vara mycket ljusa för att kunna ses över hela universum.

De så kallade "gamma-ray bursts" är de mest energiska och ljusaste händelserna som någonsin spelats in. De kan skicka ut enorma mängder energi på bara några sekunder - mer än solen kommer att släppa under hela sin existens. Fram till nyligen kunde astronomer bara spekulera om vad som orsakade så enorma explosioner. De senaste observationerna har dock hjälpt dem att spåra källorna till dessa händelser. Till exempel Snabb satellit upptäckte en gammastrålning som kom från födelsen av ett svart hål som låg mer än 12 miljarder ljusår bort från jorden. Det är mycket tidigt i universums historia.

Det finns kortare skurar, mindre än två sekunder långa, som verkligen var ett mysterium i flera år. Så småningom kopplade astronomer dessa händelser till aktiviteter som kallas "kilonovae", som inträffar när två neutronstjärnor eller en neutronstjärna eller ett svart hål smälter samman. I ögonblicket av sammanslagningen avger de korta skurar av gammastrålar. De kan också avge gravitationsvågor.

Gamma-ray astronomi började under det kalla kriget. Gamma-ray bursts (GRBs) upptäcktes först på 1960-talet av vela satellitflotta. Först var folk oroliga för att de var tecken på en kärnkraftsattack. Under de kommande decennierna började astronomer leta efter källorna till dessa mystiska riktlinjer explosioner genom att söka efter optiskt ljus (synligt ljus) signaler och i ultraviolett, röntgen, och signaler. Lanseringen av Compton Gamma Ray Observatory 1991 tog sökandet efter kosmiska källor till gammastrålar till nya höjder. Dess observationer visade att GRB förekommer i hela universum och inte nödvändigtvis i vår egen Vintergalax.

Sedan den tiden BeppoSAX observatorium, lanserat av den italienska rymdorganisationen, liksom av Högenergiflyktig utforskare (lanserad av NASA) har använts för att upptäcka GRB. Europeiska rymdorganisationen VÄSENTLIG uppdraget anslöt sig till jakten 2002. På senare tid har Fermi Gamma-ray Telescope undersökt himlen och kartlagt gammastråleutsändare.

Behovet av att snabbt upptäcka GRB är nyckeln till att söka efter händelserna med hög energi som orsakar dem. För en sak dör de mycket korta händelserna mycket snabbt, vilket gör det svårt att ta reda på källan. Röntgensatelliter kan plocka upp jakten (eftersom det vanligtvis finns en relaterad röntgenstrålning). För att hjälpa astronomer att snabbt nollas in på en GRB-källa, skickar Gamma Ray Bursts Coordinates Network omedelbart anmälningar till forskare och institutioner som är involverade i att studera dessa utbrott. På så sätt kan de omedelbart planera uppföljningsobservationer med markbaserade och rymdbaserade optiska, radio- och röntgenobservatorier.

När astronomer studerar fler av dessa utbrott kommer de att få en bättre förståelse för de mycket energiska aktiviteter som orsakar dem. Universum är fyllt med källor till GRB, så det de lär sig kommer också att berätta mer om den högenergiska kosmos.

• Gamma-strålar är den mest energiska typen av strålning som är känd. De avges av mycket energiska föremål och processer i universum.
• Gamma-strålar kan också skapas i labbet, och denna typ av strålning används i vissa medicinska tillämpningar.
• Gamma-ray astronomi görs med kretsande satelliter som kan upptäcka dem utan störningar från jordens atmosfär.