Các vụ nổ tia gamma được cung cấp bởi từ trường sụp đổ của một ngôi sao?

Khi một ngôi sao khổng lồ trong một thiên hà xa xôi sụp đổ tạo thành một lỗ đen, hai tia plasma khổng lồ phát ra từ plasma bắn ra từ lõi của nó. Những vụ nổ tia gamma cực kỳ sáng (GRB) này là vụ nổ mạnh nhất trong vũ trụ và khi một luồng phản lực hướng về Trái đất, có thể phát hiện ra các tia sáng từ kính viễn vọng trên mặt đất và trong không gian. Vật chất không chỉ đơn giản là máy phóng từ một ngôi sao đang nổ, nó tăng tốc lên tốc độ cực cao dọc theo chùm tia hẹp của tia gamma khiến vật lý thiên văn bối rối trước nguồn năng lượng gây ra những vụ nổ phi thường này. Giờ đây, một nghiên cứu quốc tế mới do Đại học Bath dẫn đầu hứa hẹn sẽ làm sáng tỏ hiện tượng bí ẩn này.

Nhiều nhà thiên văn học ủng hộ một lời giải thích cho GRB dựa trên mô hình phản lực baryonic. Điều này khẳng định rằng các va chạm ‘bạo lực’ lặp đi lặp lại giữa các vật liệu nổ tung trong vụ nổ và vật chất xung quanh ngôi sao đang hấp hối tạo ra tia sáng tia gamma và hậu quả mờ dần sau đó – sự tàn lụi của quả cầu lửa đang mở rộng.

Một giả thuyết thứ hai được gọi là mô hình từ tính đặt ra rằng một từ trường nguyên thủy khổng lồ trong ngôi sao sụp đổ trong vài giây sau vụ nổ ban đầu, giải phóng năng lượng để cung cấp năng lượng cho vụ nổ phi thường.

Lần đầu tiên, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã tìm thấy bằng chứng ủng hộ mô hình từ tính này. Hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Anh, Ý, Slovenia, Nga, Nam Phi và Tây Ban Nha, các nhà vật lý thiên văn Bath đã kiểm tra dữ liệu từ sự sụp đổ của một ngôi sao lớn trong thiên hà cách xa 4,5 tỷ năm ánh sáng. Họ đã được cảnh báo về sự sụp đổ của ngôi sao sau khi đèn flash tia gamma của nó (có tên GRB 190114C) được phát hiện bởi Đài quan sát vũ trụ Neil Gehreb của NASA.

Các nhà nghiên cứu ghi nhận mức độ phân cực thấp đáng kinh ngạc trong vụ nổ tia gamma trong khoảnh khắc ngay sau khi ngôi sao sụp đổ cho thấy từ trường của ngôi sao đã bị phá hủy trong vụ nổ.

Nuria Jordana-Mitjans, tác giả chính của bài báo Tạp chí Vật lý thiên văn , đồng thời là người nắm giữ Học bổng Sau đại học Hiroko và Jim Sherwin về Vật lý thiên văn cho biết: “Từ các nghiên cứu trước đây, chúng tôi dự kiến ​​sẽ phát hiện sự phân cực cao tới 30% trong một trăm giây đầu tiên sau. Vì vậy, chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi đo được chỉ 7,7% sau chưa đầy một phút sau vụ nổ, sau đó giảm đột ngột xuống còn 2% ngay sau đó. “

Cô nói thêm: “Điều này cho chúng ta biết rằng từ trường sụp đổ một cách thảm khốc ngay sau vụ nổ, giải phóng năng lượng của chúng và cung cấp năng lượng cho ánh sáng chói được phát hiện trên phổ điện từ.”

GRB được phát hiện bởi các vệ tinh chuyên dụng quay quanh Trái đất, tuy nhiên không ai có thể dự đoán GRB sẽ xuất hiện ở đâu hoặc khi nào, vì vậy các nhà khoa học dựa vào kính viễn vọng robot phản ứng nhanh tự động để bắt được ánh sáng mờ dần của hào quang. Vài giây sau khi đài thiên văn NASA xác định GRB 190114C, các kính viễn vọng robot đặt tại Quần đảo Canary và Nam Phi đã nhận được thông báo khám phá của NASA và được bổ nhiệm lại. Trong vòng một phút sau khi phát hiện GRB, các kính viễn vọng đã thu thập dữ liệu về khí thải.

Giáo sư Carole Mundell, người đứng đầu ngành Vật lý thiên văn tại Đại học Bath và đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Các hệ thống kính viễn vọng sáng tạo của chúng tôi hoàn toàn tự trị, không có con người trong vòng lặp, vì vậy họ đã trượt rất nhanh và bắt đầu quan sát GRB gần như ngay lập tức sau khi phát hiện ra bởi vệ tinh Swift. “

Giáo sư Mundell tiếp tục: “Điều đáng chú ý là từ sự thoải mái của chính ngôi nhà của chúng tôi, chúng tôi đã có thể khám phá tầm quan trọng của từ trường nguyên thủy trong việc tạo ra vụ nổ vũ trụ trong một thiên hà xa xôi.”

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Bath . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.

Tạp chí tham khảo :

1. N. Jordana-Mitjans, CG Mundell, S. Kobayashi, RJ Smith, C. Guidorzi, IA Steele, M. Shrestha, A. Gomboc, M. Marongiu, R. Martone, V. Lipunov, ES Gorbovskoy, DAH Buckley, R Rebolo, NM Budnev. Ánh sáng phân cực thấp từ máy bay phản lực từ hóa cao GRB 190114C . Tạp chí Vật lý thiên văn , 2020; 892 (2): 97 DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ab7248