Referat fra møte i TAF og AAF 12. april 2002

Det var 45 personer til stede. Det var flere nye personer på møtet, men vi hadde ikke tid til å presentere disse denne gangen slik det er vanlig. Årsaken var at foredragsholderen skulle nå et relativt tidlig fly til Oslo og at programmet ellers var ganske stramt.

Hovedforedrag
Knut Jørgen Røed Ødegaard, formann i Norsk Astronomisk Selskap og doktor stipendiat ved Astrofysisk Institutt, Universitetet i Oslo, holdt foredraget "Gammaglimt – et mysterium med dramatisk løsning".

Gammastråling er stråling med ekstremt høy energi. Den er farlig for livet på jorden hvis intensiteten er stor nok. Den lages blant annet når kjernevåpen sprenges. Gammastråling oppstår også ute i verdensrommet. Gammaglimt er et spesielt sterkt, kortvarig utbrudd av gammastråling. De ble først oppdaget av amerikanske spionsatelitter i 1967. Satellittene skulle oppdage kjernefysiske prøvesprenginger, men de registrerte også kortvarige blaff av gammastråling fra det ytre rom. Stadig nye gammaglimt ble oppdaget, og i 1973 ble fenomenet offentlig kjent. Flere tusen gammaglimt er senere observert. Ingen gammaglimt lot seg knytte til kjente objekter, og aldri ble annen type stråling enn gammastråling observert inntil i 1997. Kildene til gammaglimtene var jevnt spredd utover himmelen, hvilket tydet på at de ikke kom fra vår egen galakse - Melkeveien.

Den 28. februar i 1997 ble et middels kraftig gammaglimt observert og posisjonen bestemt. Kilden for glimtet var mange milliarder lysår borte. Ufattelige energimengder måtte vært sendt ut lenge før jordens tilblivelse! Et nytt gammaglimt ble observert 8. mai 1997. Denne gangen ble avstanden bestemt ut fra rødforskyvningen. Den 23. januar 1999 ble det kraftigste gammautbruddet inntil da registrert. Dette kom fra en avstand på ca 10 milliarder lysår.

Det sendes ut ekstreme energimengder ved slike gammaglimt – minst 100 ganger mer energi enn sola i løpet av hele dens levetid. Styrken kombinert med avstanden sjokkerte forskerene helt til de forstod at nesten all energien fra fenomenet ble sendt ut i to smale jetstråler, og ikke jevnt fordelt i alle retninger. Man har senere observert et lysblaff også i synlig lys like etter et gammaglimt. Etterpå kan man få en etterglød som kan vare i flere måneder. Forskerene mener at kun et av ca. hundre gammaglimt treffer Jorda.

Det er to hovedfenomener som antas å forårsake gammaglimt; hypernovaer og kollisjoner mellom to svært kompakte stjerner; i første rekke to nøytronstjerner eller et svart hull og en nøytronstjerne. I det første tilfellet kollapser en svært massiv stjerne, en såkalt Wolf-Rayet stjerne, som tidligere har kastet av seg mesteparten av sitt hydrogen. Dette skjer når dens kjerne er blitt omdannet til så tunge grunnstoffer at strålingstrykket i kjernen ikke klarer å motstå tyngdekraften. Kjernen kollapser helt til tettheten når en grense hvor videre sammentrykking blir nesten umulig. De ytre delene av stjernen faller også innover med vanvittig hastighet til de treffer den delen av kjernen som ikke uten videre lar seg trykke mer sammen. Da skjer det en sprettballeffekt som får de ytre delene av stjernen til å kastes ut igjen fordi så mye energi frigjøres. Dersom stjernen roterer langsomt nok, så vil eksplosjonen blir tilnærmet symmetrisk. Det betyr at massen faller inn mot sentrum, og kastes ut igjen, på nesten lik måte fra alle retninger. Vi får da en supernova. Hvis stjernen derimot roterer raskt nok, så kan ikke massen falle inn likt fra alle retninger. I stedet presses den sammen i en diskos-lignende skive med masse vinkelrett på rotasjonsaksen. I løpet av brøkdeler av et sekund får vi en intens, sydende malstrøm av gass som forer det nydannede svarte hullet i midten med materie. Det oppstår store mengder stråling på grunn av friksjon i skiven. Denne utøver et trykk på materien, og for å lette på trykket må materien skyves bort. Dette kan ikke skje i skivens plan, for der strømmer det hele tiden til enorme mengder ny materie. I stedet sendes materien ut i to intense tynne jetstråler langs rotasjonsaksen; en i hver retning. Gassen skytes utover med nær lysets hastighet. Jetstrålene er de voldsomste og mest energirike som forekommer i Universet. De skytes ut fra stjernens indre, tvers gjennom dens ytre deler og ut i rommet. Strålene kolliderer etter hvert med gass som omgir stjernen, og det skapes voldsomme sjokkbølger og intens stråling. Det er dette som kalles en hypernova. Mesteparten av strålingen sendes ut som svært energirik gammastråling fra stjernens umiddelbare nærhet. Når gassen med hastighet tett oppunder lysets hastighet like etterpå treffer gass ca. 100 millioner km fra stjernen (2/3 av avstanden mellom Jorda og Sola), så sendes det ut enorme mengder lys i den synlige delen av spekteret. Det er her den såkalte optiske gjenparten av hypernovaen lages, det såkalte 'lysekkoet'. Lengre ut, i en avstand av ca. 50-500 ganger avstanden mellom Jorda og Sola, treffer jetstrålene annen materie som omgir stjernen på en slik måte at det oppstår nye sjokkbølger som lager synlig lys. Det er dette som gir den såkalte ettergløden som kan vare alt fra noen uker til noen måneder. Intensiteten til ettergløden kan tilsvare flere hundre ganger den samlede lysutsendelsen fra en hel galakse.

Vi får for øvrig ikke en hypernova dersom stjernen som kollapser roterer for fort. Da vil sentrifugalkreftene hindre massen fra skiven i å falle fort nok inn mot sentrum til at det dannes et sort hull og jetstråler sterke nok til å gi gammaglimt. Da får vi 'kun' en supernovaeksplosjon, akkurat som når rotasjonen er for langsom til å gi en hypernova.

Også når to nøytronstjerner kolliderer dannes det en skive med masse vinkelrett på rotasjonsplanet. Jetstråler som gir gammaglimt oppstår på samme måte som for hypernovaer. Forskjellen er at området rundt gamle nøytronstjerner normalt inneholder mindre gass enn rundt unge, supermassive Wolf-Rayet stjerner som ikke bare har kastet av seg mye masse, men som ofte fremdeles befinner seg i et område med mye gass hvor nye stjerner dannes. Derfor blir lysekkoet og ettergløden helt annerledes enn for hypernovaer.

Det er trolig 100 000 til 10 millioner år mellom hvert gammaglimt i en gjennomsnittsgalakse.

Sterke gammaglimt kan ha alvorlige skadevirkninger, eller være dødelige, av følgende årsaker :

  1. store strålingsdoser kan være direkte dødelige.
  2. strålingen ødelegger atmosfæren (osonlaget), og alt liv vil være ubeskyttet mot UV stråling og annen energirik stråling fra Sola og universet i lang tid etterpå.
  3. svært alvorlige klimaendringer kan inntreffe.
  4. næringskjeder vil bryte sammen.
  5. satelitter, kommunikasjon og elektronisk infrastruktur på bakken kan ødelegges.

Gammaglimt inntreffer også i vår galakse! Disse vil kunne være dødelige. Gammaglimt som treffer oss fra våre nabogalakser, f.eks. fra De Magellanske Skyer, vil også kunne være dødelige. Fra undersøkelser av gamle bergarter tror man at et svært kraftig gammaglimt skjedde i vår galakse for ca 3.13 millioner år siden. Dette kan ha hatt stor betydning for livets utvikling.

Hele satelittflåten hadde blitt ødelagt og ozonlaget hadde blitt skadet dersom hypernovaen i M74 (29.01.02) hadde rettet en av strålene sine mot oss. Dette gammaglimtet kom fra en avstand på 25 millioner lysår. Den 23. februar 2001 nådde lyset fra et rekordkraftig gammaglimt jorden. Avstanden ble beregnet til 9 milliarder lysår. Det var så kraftig at radiosignaler ble påvirket.

Nyere beregninger som Røed Ødegaard har utført, tyder på at gammaglimt kan varsles drøyt et år før de skjer. I følge modellene begynner da objektet å 'vibrere' på en måte som kan oppdages.

Det avanserte gammaobservatoriet HETE-2 ble skutt opp 9. oktober 2000. Det bestemmer posisjonen til gammakilden svært raskt og nøyaktig. Deretter sendes alarmer med posisjonsdata veldig raskt til et nettverk av observatorier og hobbyastronomer via teksmeldinger til mobiltelefoner. Hobbyastronomer med prismekikkert eller annet utstyr i nærheten styrter da ut for å se om de kan se 'lysekkoet' fra eksplosjonen. Dette oppblusset i visuelt lys kommer bare noen minutter etter selve gammaglimtet. Bare et fåtalls slike 'lysekko' er observert hittil.

Mye mer om gammaglimt på www.astro.uio.no/ita/grb/

Etter foredraget var det kun tid til noen få spørsmål siden Knut Jørgen måtte nå et fly ned igjen til Oslo. Deretter ble det kaffe og kaker etterfulgt av Generalforsamling (se eget referat).

_________________________________________

Tove Selliseth og Birger Andresen, referenter