Гамма-сәулелік жарылыстардан фотондар белгіленеді

Гамма-сәулелік жарылулар бүкіл ғаламдағы ең жігерлі оқиғалар болып табылады, бірақ осы уақытқа дейін бұл ағып кету механизмі құпия болып қала берді.

суретшінің релятивистік реактивті реакциясы біздің үлкен жұлдызды бұзады. Жабық панель гамма-сәулелік жарылыс ағынының кеңеюі гамма-сәулелерден (ақ нүктелермен) қалай құтылуға болатындығын көрсетеді. Көк және сары нүктелер сәйкесінше реактивтегі протон мен электронды білдіреді (NAOJ).

Пионерді зерттеуге арналған RIKEN кластері ғалымдары және бірлесіп жұмыс істейтіндер ұзақ гамма-сәулелік жарылыстардан пайда болған фотондар - ғаламда орын алатын ең жігерлі оқиғалардың бірі фотосферада - «көрінетін» бөлігінде пайда болатындығын көрсету үшін модельдеу әдісін қолданды. релятивистік реактив »реактивті жұлдыздар шығарады.

Гамма-сәулелік жарылыстың ең көп таралған түрін суреттейтін болсақ, массивті жұлдыз құлап, қара тесік пайда болып, жарық жылдамдығымен бөлшектер сыртқа қарай жарылған кезде пайда болады. (NASA / GSFC)

Гамма-сәулелік жарылыс - бұл ғаламда байқалған ең қуатты электромагниттік құбылыс, ол бірнеше секунд ішінде неғұрлым көп энергия шығарып, күн бүкіл өмір бойы шығарады. Олар 1967 жылы ашылғанына қарамастан, энергияның орасан зор босатылуының механизмі ұзақ уақытқа дейін құпия болып қала берді. Ондаған жылдар бойы жүргізілген зерттеулер, ұзақ жарылулар - жарылулардың бір түрі - жаппай жұлдыздардың өлімі кезінде шығарылатын релятивистік ағындардан басталатындығын анықтады. Алайда, гамма-сәулелер реактивтен қалай шығарылатындығы әлі күнге дейін құпияда.

Nature Communications газетінде жарияланған қазіргі зерттеу Yonetoku қатынасы деп аталатын ашудан басталды - спектрлік шыңның энергиясы мен GRBs шыңының жарықтығы арасындағы байланыс - GRB эмиссиясының қасиеттерінде осы уақытқа дейін анықталған тығыз байланыс - оны авторлардың бірі жасаған. . Осылайша, ол эмиссия механизмін түсіндіру үшін ең жақсы диагностиканы және гамма-сәулелік жарудың кез-келген моделін қатаң тексеруді қамтамасыз етеді.

Айтпақшы, бұл қарым-қатынас ұзақ гамма-сәулелік жарылыстарды қашықтықты өлшеу үшін «стандартты шам» ретінде қолдануға болатындығын білдірді, бұл бізге бұрынғыдан гөрі 1А типті суперновалардан гөрі бұрынғыдан гөрі кең таралуға мүмкіндік береді. Бұл ғаламның тарихы мен қара материя мен қараңғы энергия сияқты құпияларды білуге ​​мүмкіндік береді.

Бір сәтке, супернованың 1а типі бүкіл галактикадан асып түседі. Бұл жарықтылық оларды керемет «стандартты шамға» айналдырады - бұл астрономиялық қашықтықты өлшеуге болатын объект (NASA / ESA.)

Жапонияның Ұлттық астрономиялық обсерваториясының Aterui, RIKEN-тің Хокусай және Теориялық физика бойынша Юкава институтының Cray xc40 сияқты бірнеше суперкомпьютерлерде орындалған компьютерлік модельдерді қолдана отырып, топ «фотосфералық эмиссия» моделіне баса назар аударды. ГРБ шығарындыларының механизмінің жетекші модельдері.

Бұл модель жер бетінде көрінетін фотондардың релятивистік ағынның фотосферасынан шығарылатындығын алға тартады. Ағын кеңейген сайын фотонның одан шығуы жеңілдей түседі, өйткені жарықты шашырататын заттар аз болады. Осылайша, «критикалық тығыздық» - фотондардың қашып кетуі мүмкін жер реактив арқылы төмен қарай, ең жоғары және жоғары тығыздықтағы материалға ауысады.

Модельдің жарамдылығын тексеру үшін команда оны релятивистік ағындар мен радиацияның ғаламдық динамикасын ескеретін етіп сынақтан өткізді. Үш өлшемді релятивистік гидродинамикалық модельдеу мен радиациялық беріліс есептеулерінің көмегімен жұлдызды жаппай конверттен шығарылған релятивистік реактивті реактивті реактивті шығарындыларды бағалау арқылы олар, ең болмағанда, ұзақ ГРБ болған жағдайда - осындай типпен байланысты түрді анықтай алды. жаппай жұлдыздарды қирату - модель жұмыс жасады.

Ито нәтижелерін байқаған Йонетоку қатынасымен салыстыру (Ito)

Сондай-ақ, олардың модельдері Йонетоку байланысын реактивті жұлдыздардың өзара әрекеттесуінің табиғи салдары ретінде көбейтуге болатындығын анықтады.

Хиротака Ито «Ізашарлық зерттеулерге арналған кластер» дейді; «Бұл фотосфера эмиссиясы GRB-дің эмиссия механизмі екендігін көрсетеді».

Ол былай деп жалғастырады: «Біз фотондардың пайда болу себебін түсіндіріп жатқанда, құлап жатқан жұлдыздар релятивистік ағындардың қалай пайда болатындығы туралы жұмбақтар әлі де бар.

«Біздің есептеулеріміз осы өте қуатты оқиғалардың пайда болуының негізгі тетіктерін қарастырудың құнды мәліметтерін беруі керек».

Дереккөздер

Түпнұсқа зерттеулер: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-09281-z

Scisco медиасында да жарияланған