17:28 2023-03-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Explozia de raze gamma strălucitoare confundă modelele de naștere a găurii negre
_ Bright gamma explozia de raze derutează modelele de naștere a găurii negre
În octombrie trecut, în urma uneia dintre cele mai strălucitoare fulgerări de raze gamma observate vreodată pe cer, telescoapele din întreaga lume au capturat o mulțime de date dintr-un eveniment despre care se crede că va anunța prăbușirea unei stele masive și nașterea unei găuri negre.
Dar acel furtun de incendiu de date a demonstrat clar că înțelegerea noastră a modului în care stelele se prăbușesc și generează jeturi enorme de material care curge însoțită de explozii puternice de raze X și raze gamma – și probabil o mulțime de elemente grele – este îngrozitor de inadecvată.
„Datele sunt atât de bune încât, practic, modelele au eșuat – au eșuat profund”, a spus Raffaella Margutti, profesor asociat de astronomie și fizică la Universitatea din California, Berkeley. „Asta are sens, deoarece modelele nu sunt foarte complicate. Natura spune: „Ei bine, ceea ce vezi este probabil o ieșire care are mult mai multe componente decât crezi că este.”
Detalii. dintre numeroasele seturi de observații efectuate de telescoape radio, optice, cu raze X și cu raze gamma au fost prezentate astăzi la o reuniune a Diviziei de astrofizică de înaltă energie a Societății Americane de Astronomie din Waikoloa, Hawaii și în lucrări publicate în The Astrophysical Journal Letters.
Margutti a fost printre astronomii care au mobilizat observatoare din întreaga lume după ce explozia de raze gamma a fost detectată de doi sateliți NASA pe 9 octombrie 2022. Numit GRB 221009A, a durat peste 300 de secunde, marcând-o drept „lung explozia de raze gamma cu durată (GRB) și o leagă de prăbușirea nucleului unei stele masive într-o gaură neagră - aceasta la aproximativ 1,9 miliarde de ani lumină de Pământ. Se crede că prăbușirea nucleului împinge materialul din polii stelei. în jeturi puternic colimate la viteze apropiate de viteza luminii. Dacă Pământul se află în calea jetului, vedem o explozie de raze gamma.
„Pe măsură ce jeturile se lovesc de gazul care înconjoară steaua pe moarte, o strălucire strălucitoare de lumină este produsă pe întregul spectru.” a spus Tanmoy Laskar, profesor asistent de fizică și astronomie la Universitatea din Utah și autor principal al studiului acceptat de ApJ Letters. „Strălucirile ulterioare ale GRB-urilor se estompează destul de repede, ceea ce înseamnă că a trebuit să fim rapid și agil în captarea luminii înainte ca aceasta să dispară, luându-i secretele cu ea.”
Margutti, Laskar și colegii au declanșat rapid programe de observare pe Satelitul NuSTAR al NASA, precum și observații la o mulțime de alte facilități, inclusiv Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) din India, MeerKAT Array din Africa de Sud, U.S. National Science Foundation Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) în New Mexico (SUA), Atacama Large Millimeter Array (ALMA) în Chile și Submillimeter Array (SMA) în Hawaii. Observațiile cu mai multe lungimi de undă colectate de cercetători cuprind acum unul dintre cele mai detaliate seturi de date pentru o strălucire GRB de până acum. Deși cred că explozia este legată de explozia unei stele masive, ei nu au găsit încă dovezi ale luminii din supernova.
Cu observațiile NuSTAR, cercetătorii au măsurat forma spectrului de raze X. cu o precizie deosebită, permițând o estimare a modului în care particulele sunt accelerate de unda de șoc a exploziei și spirală în jurul câmpurilor magnetice agitate de explozie.
„Observațiile NuSTAR au fost esențiale pentru acest studiu, deoarece ne-au ajutat să stabilim puterea. a câmpului magnetic în luminile ulterioare”, a spus Margutti. Cunoașterea intensității câmpului magnetic este importantă, deoarece fără ea, adevărata energie a exploziei nu poate fi estimată cu ușurință.
Din analiza lor, astronomii au descoperit că energia jetului era tipică pentru majoritatea GRB-urilor, chiar și deși de pe Pământ a apărut de aproximativ 70 de ori mai strălucitor decât orice GRB anterior.
„Credem că ceea ce face acest GRB strălucitor, mai mult decât o energie intrinsecă ridicată, este în schimb unghiul deosebit de îngust în care este canalizată acea energie”, a spus Kate Alexander, profesor asistent de astronomie la Universitatea din Arizona și un coautor al studiului.
După analiza și combinarea datelor de la toate aceste telescoape, ei au descoperit că măsurătorile radio au fost mai strălucitoare decât se așteptau doar pe baza razelor X și a luminii vizibile. Acest lucru nu se potrivea cu semnătura unui șoc invers - o situație ipotetică în care o undă de șoc se propagă înapoi prin jet și generează emisii radio - dar a indicat că s-a întâmplat ceva mai complicat când jetul a lovit materialul din jurul stelei care se prăbușește.
„Fie nu înțelegem șocurile inverse, fie am găsit o componentă de emisie complet nouă”, a spus Laskar.
„Credem că există încă un jet cu mișcare foarte rapidă care este generând razele X și lumină vizibilă în această strălucire”, a adăugat Margutti. „Dar modelarea noastră sugerează că cu totul altceva creează lumina radio.”
Observațiile jeturilor de la stele neutronice care se ciocnesc, de exemplu, arată că jeturile sunt însoțite de turbulențe în jurul miezului de jet îngust care arată dintr-un distanță ca o înveliș de material.
„Știm că jeturile lansate prin fuziunile stelelor neutronice dezvoltă aripi din material mai puțin colimat în jurul unui nucleu foarte îngust”, a spus Margutti. „Este firesc să ne așteptăm ca un efect similar să se întâmple unui jet care trebuie să străpungă o cantitate semnificativ mai mare de material – de exemplu, o stea masivă, ca în cazul GRB 221009A. Deci, ne așteptăm la un jet cu un miez foarte îngust care domină emisia de energie înaltă, înconjurat de o înveliș de material.”
Orice cauză, datele sugerează că o teorie veche de zeci de ani a avioanelor GRB trebuie revizuită, a spus Laskar. .
Margutti a subliniat că acest colaps stelar are mai multe de spus astronomilor. Lumina ulterioară este încă detectabilă și este probabil să fie vizibilă ani de zile. Ea și colegii lor planifică observații cu telescopul spațial James Webb, telescopul spațial Hubble și multe telescoape de la sol pentru a urmări lumina în schimbare de la GRB 221009A. Și la un moment dat, când jeturile de la explozia stelară au călătorit suficient de departe de gaura neagră pentru a fi vizibile, ei speră să obțină o imagine a jeturilor folosind interferometre radio, cum ar fi Very Long Baseline Array, care se întinde pe emisferă.
Comentarii:
Adauga Comentariu