Pole magnetyczne może odpowiadać za najsilniejsze eksplozje we wszechświecie
Błyski promieniowania gamma to jedne z najsilniejszych eksplozji we wszechświecie. Naukowcy od dawna zastanawiali się, co jest źródłem energii dla tak potężnych wybuchów. Teraz jednak udało się wyjaśnić tę zagadkę.
Kiedy masywna gwiazda w odległej galaktyce zapada się pod wpływem grawitacji, tworząc czarną dziurę, z jej jądra wystrzeliwują dwa gigantyczne dżety emitującej światło plazmy. Te niezwykle jasne rozbłyski gamma (GRB) są najpotężniejszymi eksplozjami we wszechświecie, a gdy dżet skierowany jest w kierunku Ziemi, jego poświatę można wykryć za pomocą teleskopów naziemnych i kosmicznych. Materia nie tylko wyrzucana jest z eksplodującej gwiazdy, ale przyspiesza do bardzo wysokich prędkości wzdłuż wąskiej wiązki dżetu promieniowania gamma. Astrofizycy wciąż zastanawiają się, co jest źródłem energii napędzających te wyjątkowe eksplozje. Najnowsze badania prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Bath mogą jednak rzucić nowe światło na to niezrozumiałe zjawisko.
Jak powstają błyski gamma?
Wielu astronomów starając się wyjaśnić GRB, skłania się ku modelowi dżetu barionowego. Według niego, powtarzalne gwałtowne zderzenia materii wyrzuconej w trakcie eksplozji z materią otaczającą umierającą gwiazdę, powodują powstawanie błysków promieniowania gamma i następujące po nich poświaty.
Druga hipoteza, zwana modelem magnetycznym, zakłada, że ogromne, pierwotne pole magnetyczne wewnątrz gwiazdy zapada się w ciągu kilku sekund od eksplozji, uwalniając energię, która rozpędza dżety do niewiarygodnych prędkości.
Teraz po raz pierwszy astronomowie odkryli dowody wspierające model magnetyczny. Naukowcy z Bath przeanalizowali dane dotyczące kolapsu masywnej gwiazdy w galaktyce oddalonej od nas o 4,5 mld lat. O samym kolapsie naukowcy dowiedzieli się z błysku promieniowania gamma (GRB 100114C) dostrzeżonego za pomocą kosmicznego obserwatorium Swift.
Uwagę badaczy zwrócił zaskakująco niski poziom polaryzacji w rozbłysku gamma tuż po kolapsie gwiazdy, co oznacza, że w wybuchu zniszczone zostało pole magnetyczne gwiazdy.
Nuria Jordana-Mitjans, główna autorka artykułu, który został opublikowany w periodyku Astrophysical Journal, powiedziała: Bazując na wcześniejszych badaniach, podejrzewaliśmy, że poziom polaryzacji osiągnie nawet 30% w ciągu pierwszych stu sekund po eksplozji. Zdziwiliśmy się zatem, gdy okazało się, że polaryzacja wynosi zaledwie 7,7% mniej niż minutę po wybuchu, po czym gwałtownie spadła do poziomu 2%.
To oznacza, że pole magnetyczne gwiazdy uległo zniszczeniu bezpośrednio po eksplozji, uwalniając jednocześnie energię, która zasiliła jasny wybuch widoczny w całym spektrum elektromagnetycznym.
Błysków gamma poszukują roboty
GRB rejestrujemy za pomocą specjalistycznych satelitów krążących wokół Ziemi, jednak nikt nie jest w stanie przewidzieć, kiedy i gdzie się pojawią, dlatego też naukowcy korzystają z szybkich teleskopów robotycznych, które są w stanie zarejestrować szybko ulatniającą się poświatę eksplozji. Zaledwie kilka sekund po tym jak Swift zarejestrował GRB 190114C, teleskopy robotyczne na Wyspach Kanaryjskich i w RPA otrzymały polecenie skierowania się na określony fragment nieba W ciągu kilkudziesięciu sekund teleskopy obserwowały już poświatę po eksplozji.
Prof. Carole Mundell z Uniwersytetu w Bath, współautorka artykułu, powiedziała: Nasze innowacyjne teleskopy są całkowicie autonomiczne, dzięki czemu szybko były w stanie zwrócić swoje zwierciadła w odpowiednią stronę i rozpocząć obserwacje GRB niemal natychmiast po jego odkryciu przez satelitę Swift. To zdumiewające, że z zacisza swoich domów byliśmy w stanie odkryć rolę pierwotnych pól magnetycznych w napędzaniu najsilniejszych kosmicznych eksplozji w odległym wszechświecie.
