המקורות שנקראים התפרצויות קרינת גמא (gamma-ray bursts) הם מהתופעות המרהיבות ביותר באסטרונומיה, וההסבר שלהם הוא מהאתגרים הגדולים ביותר באסטרופיזיקה של אנרגיות גבוהות. ב-1967 קלטו לוויינים אמריקאיים, שנועדו לפקח על כך שברית המועצות מקיימת את האמנה לאיסור ניסויים גרעיניים, הבזקים של קרינת גמא שהגיעו מהשמים! (התגלית פורסמה רק ב-1973). כשהמקורות האלה שקטים קשה לגלות אותם בכל תחום של הספקטרום האלקטרומגנטי, אבל מתברר שהם נמצאים במרחקים עצומים מכדור הארץ – מאות מיליוני פרסקים ועד מיליארדי פרסקים. לכמה רגעים קצרים כל התפרצות כזו בוהקת יותר מכל שאר מקורות קרינת הגמא ביקום! היום ידוע שיש שני סוגים עיקריים של התפרצויות: קצרות, שנמשכות פחות משתי שניות ונוצרות כששני כוכבי נייטרונים (או כוכב נייטרונים וחור שחור) נעים בספירלה זה לעבר זה ומתמזגים; וארוכות, שנוצרות כשליבה של כוכב מסיבי מאוד קורסת לחור שחור. בשני המקרים משתחררת כמות עצומה של אנרגיה כבידתית, שיוצרת "כדור אש" שזוהר בקרינת גמא ודועך מהר לקרינה באורכי גל ארוכים יותר.
באדיבות NASA
בעשורים האחרונים התקדם מאוד המחקר של התפרצויות הגמא. מצפה קרינת הגמא קומפטון של נאס"א קלט בשנות ה-90 כהתפרצות אחת ביום, במשך כמה שנים, והיום ידועות אלפי התפרצויות. את רובן מגלים כיום לוויין סוויפט (Swift) של נאס"א, ששוגר ב-2004, וטלסקופ החלל פרמי, ששוגר ב-2008. אבל הפרץ של קרינת הגמא נמשך זמן קצר – בין אלפיות שנייה לכמה דקות – והמקבילות האופטיות של ההתפרצויות התבררו כחיוורות ביותר.
במאמץ רב נמצאו מאז 1997 "זוהרי שארית" אופטיים דועכים של מאות התפרצויות, ובמצפה קק ובטלסקופים גדולים אחרים נמדד ההיסט לאדום של רבות מהן. מתברר שהן נמצאות במרחקים של 2 עד 13 מיליארד שנות אור, הרחק מעבר לגלקסיית שביל החלב. ההיסט לאדום של ההתפרצות GRB 090423 הוא 8.2, ולכן היא מהעצמים הרחוקים ביותר שידועים: אסון כוכבי שהתרחש כשהיקום היה בן כ-630 מיליון שנה בלבד, לפני יותר מ-13 מיליארד שנה. מכאן שהנגיהות של ההתפרצויות האלה עצומה.
באדיבות NASA
לרגע קצר, התפרצות גמא היא העצם הבהיר ביותר ביקום! האנרגיה שהיא משחררת בשנייה מגיעה ל-1017 שמשות ויותר – פי מיליונים מהנגיהות של כל גלקסיית שביל החלב. התיאורטיקנים שיערו שמקור אפשרי לאנרגיה אדירה כזו הוא התנגשות של שני כוכבי נייטרונים, או של חור שחור וכוכב נייטרונים: כשהגופים הדחוסים נעים בספירלה זה לעבר זה, הם משחררים "כדור אש" של קרינה באנרגיה גבוהה, שמרוכזת בשני סילונים. הסבר אחר היה צורה קיצונית של סופרנובה, שאסטרונומים מכנים היפרנובה. מתברר ששני ההסברים נכונים, כל אחד לסוג אחר של התפרצויות: מאז 1998 נמצאו סופרנובות חריגות בעקבות התפרצויות ארוכות, וב-2017 קלטו גלאי גלי הכבידה LIGO ו-Virgo את המיזוג של שני כוכבי נייטרונים, GW170817, ובאותו זמן נקלטה ממנו התפרצות גמא קצרה. התצפית הזאת פתחה את עידן האסטרונומיה הרב-שליחית (multi-messenger astronomy) – תצפיות מתואמות במקורות של גלי כבידה ושל קרינת גמא או אור נראה. לפי ההערכות, בגלקסיה שלנו מתנגשים שני כוכבי נייטרונים רק פעם בעשרות אלפי עד מאות אלפי שנים, אבל ביקום הנצפה כולו התנגשויות כאלה מתרחשות כל הזמן. רק מעטות מהן נראות לנו כהתפרצות גמא, כי צריך שאחד הסילונים יכוון בדיוק אלינו. אסטרונומים מחפשים בשקיקה דוגמאות חדשות, כדי לפענח עד הסוף את התופעה המופלאה הזאת.
→ הסעיף הקודם: 14.8 מערכות כפולות אקזוטיות | הסעיף הבא: 14.10 איך נוצרים כוכבים כפולים ומרובים ←