science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Worden gammaflitsen aangedreven door magnetische velden die instorten?

Een artistieke impressie van de gammaflitsen van een ster in het moment na zijn ineenstorting. Krediet:Universiteit van Bath

Wanneer een massieve ster in een ver sterrenstelsel instort, een zwart gat vormen, twee gigantische stralen lichtgevend plasma schieten uit de kern. Deze extreem heldere gammaflitsen (GRB's) zijn de krachtigste explosies in het heelal, en wanneer een straaljager naar de aarde wijst, de nagloed kan worden gedetecteerd door telescopen op de grond en in de ruimte. Materiaal katapulteert niet zomaar van een exploderende ster, het versnelt tot ultrahoge snelheden langs de smalle bundel van de gammastraalstraal, astrofysica verbaasd achterlatend over de krachtbron die deze buitengewone explosies veroorzaakt. Nu belooft een nieuwe internationale studie onder leiding van de Universiteit van Bath licht te werpen op dit mysterieuze fenomeen.

Veel astronomen geven de voorkeur aan een verklaring voor GRB's op basis van het baryonische jetmodel. Dit stelt dat herhaalde gewelddadige botsingen tussen materiaal dat tijdens de explosie werd uitgestoten en materiaal rond de stervende ster de gammaflits en de daaropvolgende vervagende nagloed produceren - de stervende sintels van de uitdijende vuurbal.

Een tweede hypothese, het magnetische model genoemd, stelt dat een enorme, oermagnetisch veld in de ster stort binnen enkele seconden na de eerste explosie in, het vrijgeven van energie om de wonderbaarlijke explosie aan te drijven.

Nutsvoorzieningen, Voor de eerste keer, een internationaal team van onderzoekers heeft bewijs gevonden dat dit magnetische model ondersteunt. In samenwerking met onderzoekers uit het VK, Italië, Slovenië, Rusland, Zuid-Afrika en Spanje, Bath-astrofysici onderzochten gegevens van de ineenstorting van een massieve ster in een sterrenstelsel op 4,5 miljard lichtjaar afstand. Ze werden gewaarschuwd voor de ineenstorting van de ster nadat de gammaflits (genaamd GRB 190114C) was gedetecteerd door NASA's ruimtestation Neil Gehrels Swift Observatory.

De onderzoekers merkten een verrassend laag polarisatieniveau op in de gammastraaluitbarsting in de ogenblikken direct na de ineenstorting van de ster, wat aangeeft dat het magnetische veld van de ster tijdens de explosie was vernietigd.

Nuria Jordana-Mitjans, hoofdauteur van de Astrofysisch tijdschrift papier, en houder van de Hiroko en Jim Sherwin Postgraduate Scholarship in Astrophysics, zei:"Uit eerdere studies, we verwachtten tijdens de eerste honderd seconden na de explosie polarisatie tot wel 30% te detecteren. Dus we waren verrast om slechts 7,7% minder dan een minuut na de burst te meten, gevolgd door een plotselinge daling tot 2% kort daarna."

Ze voegde eraan toe:"Dit vertelt ons dat de magnetische velden onmiddellijk na de explosie catastrofaal instortten, het vrijgeven van hun energie en het voeden van het heldere licht dat wordt gedetecteerd over het elektromagnetische spectrum."

GRB's worden gedetecteerd door speciale satellieten in een baan om de aarde, niemand kan echter voorspellen waar of wanneer een GRB zal verschijnen, dus vertrouwen wetenschappers op autonome, snel reagerende robottelescopen om het snel vervagende licht van de nagloed op te vangen. Seconden nadat het NASA-observatorium GRB 190114C had geïdentificeerd, robottelescopen op de Canarische Eilanden en Zuid-Afrika ontvingen NASA's ontdekkingsmelding en werden opnieuw aangewezen. Binnen een minuut na de GRB-ontdekking, de telescopen verzamelden gegevens over de emissies.

Professor Carole Mundell, hoofd Astrofysica aan de Universiteit van Bath en co-auteur van het onderzoek, zei:"Onze innovatieve telescoopsystemen zijn volledig autonoom, zonder mensen in de lus, dus ze sloegen heel snel en begonnen bijna onmiddellijk na de ontdekking door de Swift-satelliet waarnemingen van de GRB te doen."

Prof Mundell vervolgde:"Het is opmerkelijk dat we vanuit het comfort van ons eigen huis, we waren in staat om het belang van oermagnetische velden te ontdekken bij het aandrijven van een kosmische explosie in een ver sterrenstelsel."