Gammasähvatuste jälil
Tõnu Tuvikene
12.05.2005

2. juunil 1967. aastal registreerisid neli USA Vela nime kandvat tehiskaaslast korraga taevalaotuses sündmuse, mis on andnud astronoomidele mõtlemisainet terveteks aastakümneteks – esimese teadaoleva gammakiirguse sähvatuse. Gammakiirguse sähvatus on salapärane siiani, vaatamata möödunud ajale.

Tegelikult polnudki need tehiskaaslased mõeldud astronoomiliseks uurimistööks, nende ülesandeks oli hoopis võimalike kosmoses tehtavate tuumakatsetuste avastamine. 5. augustil 1963 sõlmisid Nõukogude Liit, Suurbritannia ja USA tuumarelvakatsetuste keelustamise lepingu, mis ei lubanud katsetusi korraldada ei õhus, vees ega kosmoses. Selle täitmist pidid allakirjutanud riigid kontrollima igaüks oma vahenditega ning esimesed kaks Velat (hisp k öövalve) startisidki nädal pärast lepingu jõustumist 1963. aasta oktoobris eesmärgiga hoida kosmosel silma peal. Nendele järgnes aja jooksul veel viis paari Velasid. Arvatavasti on valvamisest ka kasu olnud, igatahes pole ükski riik pärast seda kosmoses tuumakatsetusi korraldanud.

Nagu hiljem selgus, ei viidanud tuumakatsetusele ka 2. juunil 1967 toimunud gammasähvatus. Järgneva kahe aasta jooksul isegi ei märgatud seda tulemust salvestatud andmete hulgas. 1969. aastaks oli Veladega tegeleva Los Alamose uurimislaboratooriumi (sellesama, kus töötati välja esimene tuumapomm) teadlane Ray Klebesadel hakanud kahtlustama, et kosmoses toimuvad mingid nähtused, mida registreerivad mitu Velat üheaegselt, ja ta hakkas koos kaastöötajatega kogunenud andmeid uurima.

Nende esimene, kokku 16 taolist gammasähvatust käsitlev teaduslik artikkel ilmus 1973. aastal. Selleks ajaks polnud enam vähimatki kahtlust, et tegemist on kosmilise nähtusega, küll aga jäi endiselt saladuseks, mis selliseid sähvatusi tekitab ja isegi see, kui kaugel need saladuslikud kiirgusallikad võiksid asuda. Nendele küsimustele vastuse saamiseks tuleks neid plahvatuse toimumise ajal või vahetult pärast seda uurida ka teiste vahenditega, eelkõige aga tavaliste optiliste teleskoopidega, ent see eeldab nende asukoha küllalt täpset teadmist. Paraku polnud (ja pole ka praegu) gammakiirguse vastuvõtjad suuna määramisel kuigi täpsed. See on tingitud asjaolust, et erinevalt näiteks nähtavast valgusest või röntgenkiirtest ei saa gammakiiri fokuseerida. Seetõttu otsustati esialgu kasutada kavalamat võtet, nn triangulatsiooni – gammakiirguse sähvatus tuleb registreerida vähemalt kolme kosmoseaparaadi poolt ja saabumisaegade erinevuste põhjal välja arvutada selle allika asukoht taevavõlvil. Mida suurem on selliste vastuvõtuseadmete vaheline kaugus, seda täpsem määrang. Seetõttu kaasati asukohti määrama ka planeetidevahelised automaatjaamad, mille põhiülesandeks oli hoopis meie lähimate taevakehade uurimine. Esimesena tegelesid sellega Veenust uurima suundunud automaatjaamad Pioneer-Venus Orbiter (USA) ja Venera-11 ning -12 (Nõukogude Liit) koos Päikest uuriva Helios-2ga (USA/Saksamaa), millele on hiljem järgnenud veel teised automaatjaamade kolmikud. Mõnikord pole selleks spetsiaalset seadmestikku vajagi lisada, sest saab kasutada juba põhiprogrammi jaoks mõeldut. Näiteks asteroid Erost uurinud automaatjaama NEAR puhul piisas vaid pardaarvuti tarkvara uuendamisest, mida tehti alles lennu käigus!

See planeetidevahelise võrgustiku (IPN, täieliku nimega Interplanetary Gamma-Ray Burst Network) nime kandev süsteem tegutseb praeguseni, kasutades muu hulgas ka Marsi ümber tiirutavat automaatjaama Mars Odyssey 2001. IPN annab küll suure täpsusega sähvatuse asukoha, kuid andmed selle leidmiseks saabuvad alles päeva-pooleteise pärast, mille järel on allika heledus juba tunduvalt langenud. Seetõttu ei toonud ka planeetidevaheline võrgustik kauaoodatud läbimurret gammasähvatuste tekkepõhjuste uurimisel. Ikka jäi lahendamata põhiküsimus, kas neid tekitavad objektid asuvad küllalt lähedal, meie oma Galaktikas, või on hoopis hästi kaugel. Teisel juhul oleks tegemist ühtede kõige võimsamate plahvatustega kogu Universumis, mille vältel eraldunud energia tootmiseks kuluks meie Päikesel kuni 880 miljardit aastat (Päikese kogu eluiga on vaid 10 miljardit aastat)! See asjaolu pani nii mõnedki uurijad selles võimaluses kahtlema.

Appi tuli Compton

Asi hakkas selginema alles siis, kui 1991. aastal viis NASA kosmosesüstikuga orbiidile Comptoni-nimelise gammakiirguse observatooriumi (CGRO – Compton Gamma Ray Observatory). Oma nime sai ta röntgen- ja gammakiirguse uurimisega tegelenud Ameerika füüsiku Arthur Comptoni (1892–1962) järgi, kellele anti 1927. aastal sellealase töö eest Nobeli auhind. CGRO kuulus suurte kosmoseteleskoopide hulka nagu temast aasta varem startinud ultraviolett- ja nähtavas spektripiirkonnas töötav Hubble’i kosmoseteleskoopki...

Vt edasi siit.

Sarnased artiklid