Źródło zdjęcia: NASA
Satelita RHESSI NASA mógł odkryć nowe wskazówki dotyczące najpotężniejszych eksplozji we Wszechświecie, kiedy przypadkowo uchwycił obraz rozbłysku gamma podczas rejestrowania rozbłysków słonecznych na Słońcu. RHESSI odkrył, że światło pochodzące z wybuchu jest spolaryzowane, co wskazuje, że przyczyną może być silne pole magnetyczne. Kiedy gigantyczna gwiazda staje się szybko wirującą czarną dziurą, może tak bardzo zakręcić pole magnetyczne, że cały obiekt wybuchnie jak nieskręcona sprężyna.
Satelita RHESSI NASA mógł odkryć jedną z najważniejszych dotychczas uzyskanych wskazówek na temat mechanizmu wytwarzania impulsów gamma, najpotężniejszych eksplozji we wszechświecie. Było to wynikiem przypadkowej obserwacji satelity zaprojektowanego do badania Słońca.
Satelita Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) robił zdjęcia rozbłysków słonecznych 6 grudnia 2002 r., Kiedy uchwycił wyjątkowo jasną rozbłysk promieniowania gamma w tle, ponad krawędzią Słońca, ujawniając po raz pierwszy czas, w którym promienie gamma w takim rozbłysku są spolaryzowane. Wynik wskazuje, że intensywne pola magnetyczne mogą być siłą napędową tych niesamowitych wybuchów.
Rozbłyski słoneczne to ogromne eksplozje w atmosferze Słońca, napędzane nagłym uwolnieniem energii magnetycznej. Impulsy promieniowania gamma to odległe błyski światła gamma, które pojawiają się losowo raz dziennie na niebie, świecąc krótko przez milion bilionów słońc. Ostatnie obserwacje sugerują, że mogą być one wytwarzane przez specjalny rodzaj eksplodującej gwiazdy (supernowej), ale nie wszystkie supernowe generują rozbłyski gamma, więc fizyka, w jaki sposób wybuch supernowej może wytworzyć rozbłysk promieniowania gamma, jest niejasna.
Odkrycia są prezentowane na konferencji prasowej na spotkaniu American Astronomical Society w Nashville, Tenn., Przez dwóch University of California w Berkeley, badaczy: dr Wayne Coburn, stypendysta habilitacyjny w UC Berkeley's Space Sciences Laboratory i dr Steven Boggs, adiunkt fizyki. Są autorami artykułu na temat tego odkrycia opublikowanego 22 maja w Nature.
„RHESSI został wysłany w kosmos, aby odkryć tajemnice rozbłysków słonecznych, największych eksplozji w naszym Układzie Słonecznym, więc jestem zachwycony, że udało mu się w sposób przypadkowy podać nowe informacje o rozbłyskach gamma, największych eksplozjach w całym wszechświecie, ”Powiedział dr Brian Dennis, naukowiec misji RHESSI w NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD.
„Co ciekawe, wydaje się, że pola magnetyczne napędzają zarówno lokalne rozbłyski słoneczne, jak i odległe rozbłyski gamma, dwa niezwykle potężne zdarzenia”, dodał Dennis.
Zdaniem Boggsa silna polaryzacja mierzona przez RHESSI zapewnia unikalne okno na to, jak te wybuchy są zasilane. Interpretuje pomiary w ten sposób, że wybuch pochodzi z obszaru silnie ustrukturyzowanych pól magnetycznych, silniejszych niż pola na powierzchni gwiazdy neutronowej - do tej pory najsilniejszych pól magnetycznych obserwowanych we wszechświecie. „Polaryzacja mówi nam, że same pola magnetyczne działają jak dynamit, napędzając wybuchową kulę ognia, którą widzimy jako rozbłysk promieniowania gamma” - powiedział.
Promienie gamma mierzone metodą RHESSI były w około 80 procentach spolaryzowane, co odpowiada maksymalnej możliwej polaryzacji elektronów spiralnie wokół linii pola magnetycznego. Spiralizacja powoduje, że elektrony wytwarzają światło przez „promieniowanie synchrotronowe”. Światło spolaryzowane, znane większości z nas jako światło odbite blokowane przez okulary przeciwsłoneczne Polaroid, jest światłem, którego pola magnetyczne i elektryczne wibrują głównie w jednym kierunku, a nie przypadkowo. Taka spójność implikuje leżącą u podstaw symetrię fizyczną, w tym przypadku wyrównane pola magnetyczne.
Chociaż elektrony prawdopodobnie przyspieszają prawie do prędkości światła w falach uderzeniowych, fakt, że promienie gamma są maksymalnie spolaryzowane, sugeruje, że same fale uderzeniowe są napędzane przez leżące u podstaw silne pole magnetyczne.
„Ilość znalezionej polaryzacji jest tak intensywna, że wygląda na to, że jest to czyste promieniowanie synchrotronowe i nic więcej, a wszystkie inne teorie będą musiały teraz ugryźć pył” - powiedział dr Kevin Hurley z gamma UC Berkeley. fizyk wybuchu promieni, który od 1990 r. operuje Trzecią siecią międzyplanetarną (IPN3) sześciu satelitów połączonych ze sobą w celu zlokalizowania rozbłysków gamma i natychmiast ostrzega astronomów. Jednak dla takiego nowatorskiego pomiaru kluczowe jest dalsze niezależne potwierdzenie, dodał Boggs.
Odkrycie polaryzacji ujawnia, w jaki sposób impuls promieniowania gamma jest zasilany - poprzez generowanie silnego pola magnetycznego na dużą skalę. Kolejne pytanie brzmi: dlaczego niektóre supernowe prowadzą do silnego zorganizowanego pola magnetycznego? To może być pytanie, na które możemy odpowiedzieć tylko poprzez teorię, ale istnieją dowody, które teoretycy mogą rozwikłać, powiedział Boggs.
Choć pozostawia teoretykom zbadanie, w jaki sposób można wygenerować tak silne pola magnetyczne, Boggs powiedział, że wybuch prawdopodobnie poprzedza zapadnięcie się jądra masywnej gwiazdy bezpośrednio do czarnej dziury. Sama czarna dziura nie ma pola magnetycznego, ale lokalne pole magnetyczne może przechodzić przez czarną dziurę. W przypadku szybkiego wirowania czarna dziura zwija lokalne pole jak sznurek na szczycie. Gęstość energii w ciasno zwiniętym, skompresowanym polu ostatecznie osiągnie tak wysoką wartość, że pole odbije się na zewnątrz w potężnej kuli ognia, ciągnąc za sobą materię.
Oryginalne źródło: NASA News Release
