Գամմա-ճառագայթահարման ֆոտոնները ցույց են տրված

Գամմա-ճառագայթահարման պոռթկումներն ամբողջ Տիեզերքի ամենաակտիվ իրադարձություններն են, բայց մինչ օրս այդ արտահոսքերի մեխանիզմը մնացել է առեղծվածի մի բան:

նկարիչի տպավորությունն այն մասին, որ relativistic ինքնաթիռը կոտրում է մեր զանգվածային աստղը: Փակ վահանակը ցույց է տալիս, թե ինչպես է գամմա-ճառագայթահարման ռեակտիվ ռեակտիվի ընդարձակումը հնարավորություն տալիս փախչել գամմա ճառագայթներից (ներկայացված է սպիտակ կետերով): Կապույտ և դեղին կետերը համապատասխանաբար ներկայացնում են պրոտոններն ու էլեկտրոնները ինքնաթիռի մեջ (NAOJ):

RIKEN Cluster for Pioneering Research- ի գիտնականներն ու գործակիցներն օգտագործել են սիմուլյացիաներ ՝ ցույց տալու համար, որ երկար գամմա-ճառագայթահարման ճառագայթներով արտանետվող ֆոտոնները `տիեզերքում տեղի ունեցած ամենաուժեղ իրադարձություններից մեկը` ծագում են ֆոտոշարքում `« տեսանելի մասը »: ռելիատիվիստական ​​ինքնաթիռ », որը արտանետվում է աստղերի պայթյունով:

Պատկերում, որը ցույց է տալիս գամմա-ճառագայթահարման ամենատարածված տիպը, որը ենթադրվում է, որ զանգվածային աստղը փլուզվում է, սև փոս է առաջացնում և մասնիկների ինքնաթիռներ պայթում է դեպի արտաքին լույսը գրեթե արագությամբ: (NASA / GSFC)

Գամմա-ճառագայթահարման պոռթկումները տիեզերքում նկատվող ամենաուժեղ էլեկտրամագնիսական երևույթն են, նույն վայրկյանում նույնքան էներգիա են թողարկում, որքան արևը կազատի իր ամբողջ կյանքի ընթացքում: Չնայած դրանք հայտնաբերվել են 1967-ին, էներգիայի այս հսկայական թողարկման մեխանիզմը երկար ժամանակ մնում էր խորհրդավոր: Հետազոտությունների տասնամյակներ ի վերջո պարզվեց, որ երկարատև պայթյունները ՝ պայթյունների տեսակներից մեկը, ծագում են մասսայական աստղերի մահվան ժամանակ դուրս մղված նյութի հարաբերական հարաբերական ինքնաթիռներից: Այնուամենայնիվ, հենց այն, թե ինչպես են գամմա ճառագայթները արտադրվում ինքնաթիռներից, այսօր առեղծված է մնում:

Ընթացիկ հետազոտությունը, որը հրապարակվել է Nature Communications- ում, սկսվել է Yonetoku- ի առնչությամբ մի բացահայտումից. «Գծային գարնանային էներգիայի և GRB- ների գագաթային լուսավորության միջև կապը ամենալայն հարաբերությունն է, որը մինչ այժմ գտնվել է GRB- ի արտանետման հատկությունների մեջ, որը կազմել է նրա հեղինակներից մեկը: . Այն, հետևաբար, տալիս է մինչ այժմ լավագույն ախտորոշումը `արտանետման մեխանիզմը բացատրելու համար, և ամենախիստ թեստը` գամմա-ճառագայթահարման ցանկացած մոդելի համար:

Ի դեպ, փոխհարաբերությունները նաև նշանակում էին, որ երկար գամմա ճառագայթահարման պոռթկումները կարող են օգտագործվել որպես «ստանդարտ մոմ» `հեռավորությունը չափելու համար, ինչը թույլ է տալիս մեզ ավելի խորը նայել անցյալին, քան 1 Ա տիպի գերտերությունները - սովորաբար օգտագործվում են, չնայած որ պայթումներից շատ ավելի մուգ են: Դա հնարավոր կդարձնի պատկերացում կազմել ինչպես տիեզերքի պատմության մեջ, այնպես էլ այնպիսի առեղծվածների, ինչպիսիք են մութ նյութը և մութ էներգիան:

Ուղղակի մի պահ, 1 ա տիպի գերտերությունը գերազանցում է մի ամբողջ գալակտիկա: Այս լուսավորությունը նրանց դարձնում է կատարյալ «ստանդարտ մոմ» `օբյեկտ, որը կարող է օգտագործվել աստղագիտական ​​հեռավորությունները չափելու համար (NASA / ESA):

Օգտագործելով համակարգչային սիմուլյացիաներ, որոնք կատարվել են մի քանի գերհամակարգիչների վրա, ներառյալ Aապոնիայի ազգային աստղադիտարանի Aterui- ն, RIKEN- ի Հոկուսայը և Յուկավայի տեսական ֆիզիկայի ինստիտուտի Cray xc40- ը, խումբը կենտրոնացել է այսպես կոչված «ֆոտոշարքային արտանետում» մոդելի վրա: GRB- ների արտանետման մեխանիզմի առաջատար մոդելները:

Այս մոդելը ենթադրում է, որ երկրի վրա տեսվող ֆոտոնները արտանետվում են հարաբերականության ինքնաթիռի ֆոտոշարքից: Երբ ինքնաթիռը ընդլայնվում է, ֆոտոնները ավելի հեշտ են դառնում փախչել դրա ներսից, քանի որ լույսը ցրելու համար ավելի քիչ առարկաներ կան: Այսպիսով, «կրիտիկական խտությունը» - այն վայրը, որտեղ հնարավոր է դառնում, որ ֆոտոնները փախչեն, շարժվում է ինքնաթիռի միջով դեպի ներքև, դեպի այն նյութը, որն ի սկզբանե գտնվում էր ավելի բարձր և ավելի խիտ խտությամբ:

Մոդելի վավերականությունը ստուգելու համար թիմը փորձեց փորձարկել այն այնպիսի եղանակով, որը հաշվի առնելով ռելատիվիստական ​​ինքնաթիռների և ճառագայթահարման փոխանցման գլոբալ դինամիկան: Օգտագործելով եռաչափ ռելիատիվիստական ​​հիդրոդինամիկական սիմուլյացիաների և ճառագայթահարման փոխանցման հաշվարկների համադրություն ՝ աստղերի զանգվածային ծրարից փչացող ռելատիվիստական ​​ինքնաթիռից ֆոտոշարային արտանետումները գնահատելու համար, նրանք կարողացան որոշել, որ գոնե երկար GRB- ների պարագայում - այդպիսի հետ կապված տեսակը: փլուզվելով զանգվածային աստղեր. մոդելն աշխատել է:

Ito- ի արդյունքների համեմատությունը դիտարկված Yonetoku հարաբերությունների հետ (Ito)

Նրանց սիմուլյացիան պարզեց նաև, որ Յոնետոկու հարաբերությունը կարող է վերարտադրվել որպես ռեակտիվ աստղային փոխազդեցությունների բնական հետևանք:

«Ռահվիրայական հետազոտությունների կլաստերի» Հիրոտaka Իտոն ասում է. «Սա խստորեն հուշում է, որ ֆոտոշարքային արտանետումները GRB- ների արտանետման մեխանիզմն են»:

Նա շարունակում է. «Թեև մենք պարզեցինք ֆոտոնների ծագումը, առայժմ կան առեղծվածներ այն մասին, թե ինչպես են ստեղծվում հարաբերականության ինքնաթիռները փլուզվող աստղերի միջոցով:

«Մեր հաշվարկները պետք է արժեքավոր պատկերացումներ ունենան այդ հսկայական հզոր իրադարձությունների սերնդի հիմնարար մեխանիզմի որոնման համար»:

Աղբյուրները

Բնօրինակ հետազոտություն ՝ http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-09281-z

Հրապարակվել է նաև Scisco լրատվամիջոցներում