การระเบิดรังสีแกมมา: เหตุการณ์ที่สว่างที่สุดในเอกภพ

ปลายคริสต์ทศวรรษ 1960 สหรัฐอเมริกาส่งดาวเทียมชุด Vela ขึ้นไปเฝ้าตรวจการทดลองระเบิดนิวเคลียร์ในอวกาศที่ละเมิดสนธิสัญญา ดาวเทียมตรวจพบแสงวาบรังสีแกมมาจริง แต่ไม่ได้มาจากโลก มันมาจากทิศต่าง ๆ บนท้องฟ้า ข้อมูลนี้ถูกเก็บเป็นความลับจนเผยแพร่ในปี ค.ศ. 1973

อยู่ใกล้หรือไกล

เป็นเวลาราวยี่สิบปีที่ไม่มีใครรู้ว่าการระเบิดเหล่านี้มาจากไหน ในปี ค.ศ. 1991 ถึง 2000 กล้องรังสีแกมมาคอมป์ตันพบว่ามันกระจายสม่ำเสมอทั่วท้องฟ้า ไม่รวมตัวตามแนวทางช้างเผือก แปลว่ามันอยู่ไกลมากนอกดาราจักรของเรา ในปี ค.ศ. 1997 ดาวเทียม BeppoSAX ตรวจพบแสงเรืองที่ตามหลังการระเบิดได้เป็นครั้งแรก ทำให้กล้องบนพื้นโลกวัดการเลื่อนทางแดงได้ และยืนยันว่ามาจากดาราจักรที่ห่างหลายพันล้านปีแสง

พลังงานมหาศาล

เพื่อให้เห็นได้สว่างขนาดนั้นจากระยะไกลขนาดนั้น พลังงานต้องมหาศาลมาก ถ้าแผ่ออกทุกทิศเท่ากันจะต้องมากถึงราว 10⁴⁷ จูล แต่จริง ๆ แล้วพลังงานพุ่งออกเป็นลำแคบสองลำ (เจ็ต) ที่เคลื่อนที่เร็วเกือบเท่าแสง เราเห็นเฉพาะการระเบิดที่เจ็ตชี้มาทางเรา พลังงานจริงจึงน้อยกว่านั้นหลายร้อยเท่า แต่ก็ยังเทียบเท่ากับซูเปอร์โนวาที่อัดรวมอยู่ในเวลาไม่กี่วินาที

สองชนิด

• การระเบิดแบบยาว (นานกว่าราว 2 วินาที) เกิดเมื่อแกนของดาวมวลมากที่หมุนเร็วยุบตัวเป็นหลุมดำ วัสดุที่ตกลงสู่หลุมดำสร้างเจ็ตที่เจาะทะลุดาวออกมา มักเกิดพร้อมซูเปอร์โนวาชนิดพิเศษที่รุนแรงเป็นพิเศษ
• การระเบิดแบบสั้น (สั้นกว่าราว 2 วินาที) เกิดเมื่อดาวนิวตรอนสองดวงชนกัน ในปี ค.ศ. 2017 การระเบิดแบบสั้น GRB 170817A ตรวจพบ 1.7 วินาทีหลังคลื่นความโน้มถ่วงจากการชนกันของดาวนิวตรอน ยืนยันความเชื่อมโยงนี้ และพิสูจน์ว่าคลื่นความโน้มถ่วงเดินทางด้วยความเร็วเท่าแสงภายในหนึ่งส่วนในพันล้านล้านส่วน

แสงเรืองหลังการระเบิด

หลังจากแสงวาบรังสีแกมมา เจ็ตชนกับแก๊สรอบข้าง สร้างแสงเรืองในย่านรังสีเอกซ์ แสงที่ตามองเห็น และวิทยุ ที่ค่อย ๆ จางลงในหลายวันถึงหลายเดือน ในปี ค.ศ. 2008 แสงเรืองของ GRB 080319B สว่างถึงโชติมาตรราว 5.8 ซึ่งพอจะเห็นได้ด้วยตาเปล่าในที่มืดเป็นเวลาราว 30 วินาที ทั้งที่อยู่ห่างกว่า 7,500 ล้านปีแสง

ถ้าเกิดในดาราจักรของเรา

ถ้าการระเบิดรังสีแกมมาเกิดในทางช้างเผือกภายในราวไม่กี่พันปีแสงและเจ็ตชี้มาที่โลก รังสีจะทำลายชั้นโอโซนไปเป็นสัดส่วนใหญ่ บางงานวิจัยเสนอว่าเหตุการณ์แบบนี้อาจมีส่วนในการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ในยุคออร์โดวิเชียนเมื่อราว 440 ล้านปีก่อน แต่ยังเป็นเพียงสมมติฐาน และโอกาสที่จะเกิดในอนาคตอันใกล้ต่ำมาก