user
"Mikä mekanismi on korkeaenergisten gammapurkausten emissioiden taustalla ja mikä rooli kvasaareilla on niiden synnyssä?"
assistant
Suurenergiset gammasäteilypurkaukset (GRB) ovat eräitä maailmankaikkeuden energisimpiä ja kirkkaimpia tapahtumia. Ne ovat lyhytikäisiä, kestävät muutamasta millisekunnista muutamaan minuuttiin, ja ne havaitaan sähkömagneettisen spektrin gammasäteilyn osassa. GRB:ien tarkkaa mekanismia ei vieläkään täysin tunneta, mutta niiden syntyä selittää kaksi johtavaa mallia: kollapsimalli ja sulautumismalli.

1. Romahdusmalli: Tämän mallin mukaan GRB:t syntyvät massiivisten tähtien, erityisesti yli 25-30 auringon massaisten tähtien, ytimen romahduksen aikana. Kun tällaisen tähden ydin luhistuu, se muodostaa mustan aukon tai neutronitähden, ja tähden ulommat kerrokset putoavat sisäänpäin. Putoava aine muodostaa kompaktin kappaleen ympärille akkrektiokiekon, ja gravitaatioenergian vapautuminen lämmittää kiekkoa. Tämä prosessi synnyttää pari erittäin relativistista suihkua, jotka sinkoutuvat tähden pyörimisakselin suuntaisesti. Kun nämä suihkut ovat vuorovaikutuksessa ympäröivän väliaineen kanssa, ne tuottavat synkrotronisäteilyn ja käänteisen Comptonin sironnan avulla gammasäteilyfotoneja, mikä johtaa gammasäteilypurkaukseen.

2. Sulautumismalli: Tässä mallissa ehdotetaan, että GRB:t syntyvät kahden kompaktin kohteen, kuten kahden neutronitähden tai neutronitähden ja mustan aukon, yhdistyessä. Sulautumisprosessi johtaa nopeasti pyörivän mustan aukon muodostumiseen, jota ympäröi akkrektiokiekko. Kollapsaarimallin tapaan gravitaatioenergian vapautuminen lämmittää kiekkoa, ja pari relativistista suihkua heitetään ulos. Nämä suihkut vuorovaikuttavat ympäröivän väliaineen kanssa ja tuottavat gammasäteilyfotoneja, mikä johtaa gammapurkaukseen.

Kvasaarit puolestaan ovat erittäin valovoimaisia aktiivisia galaktisia ytimiä (AGN), joiden voimanlähteenä toimivat galaksien keskuksissa olevat supermassiiviset mustat aukot. Ne säteilevät energiaa koko sähkömagneettisen spektrin alueella, myös gammasäteitä. Kvasaarien gammasäteily ei kuitenkaan ole GRB:ien kaltaisten lyhytikäisten purkausten muodossa. Sen sijaan se on jatkuvaa säteilyä, joka voi kestää miljoonia vuosia.

Vaikka kvasaareihin ja GRB:iin liittyy molempiin aineen akkredoituminen mustiin aukkoihin ja relativististen suihkujen syntyminen, ne ovat kuitenkin erillisiä ilmiöitä. Kvasaarit liittyvät galaksien keskuksissa oleviin supermassiivisiin mustiin aukkoihin, kun taas GRB:t liittyvät massiivisten tähtien ytimien luhistumiseen tai kompaktien kappaleiden sulautumiseen. Siksi kvasaareilla ei ole suoraa merkitystä gammapurkausten synnyssä.