Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Khi nói đến vụ nổ lớn nhất và sáng nhất được thấy trong vũ trụ, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra rằng phải mất hai ngôi sao để tạo ra vụ nổ tia gamma.
Khi nói đến vụ nổ lớn nhất và sáng nhất được nhìn thấy trong Vũ trụ, các nhà thiên văn học của Đại học Warwick đã phát hiện ra rằng phải mất hai ngôi sao để tạo ra vụ nổ tia gamma.
Nghiên cứu mới giải quyết bí ẩn về cách các ngôi sao quay đủ nhanh để tạo điều kiện để phóng một luồng vật chất có năng lượng cao vào không gian và đã phát hiện ra rằng các hiệu ứng thủy triều như giữa Mặt trăng và Trái đất là câu trả lời.
Phát hiện này được báo cáo trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia đã được thực hiện bằng cách sử dụng mô hình mô phỏng của hàng ngàn hệ sao nhị phân, nghĩa là các hệ mặt trời có hai ngôi sao quay quanh nhau.
Hơn một nửa số ngôi sao nằm trong các hệ sao nhị phân và nghiên cứu mới này đã chỉ ra rằng chúng cần phải ở trong các hệ sao nhị phân để tạo ra vụ nổ lớn.
Một vụ nổ tia gamma dài (GRB), loại được khảo sát trong nghiên cứu này xảy ra khi một ngôi sao lớn có kích thước gấp mười lần mặt trời của chúng ta đi siêu tân tinh, sụp đổ thành một ngôi sao neutron hoặc lỗ đen và bắn một tia vật chất tương đối vào không gian . Thay vì ngôi sao sụp đổ hoàn toàn vào bên trong, nó san phẳng thành một đĩa để bảo toàn động lượng góc. Khi vật liệu rơi vào bên trong, động lượng góc đó phóng nó dưới dạng một tia nước dọc theo trục cực.
Nhưng để tạo thành luồng vật chất đó, ngôi sao phải quay đủ nhanh để phóng vật liệu dọc theo trục. Điều này gây ra một vấn đề bởi vì các ngôi sao thường mất bất kỳ vòng quay nào họ thu được rất nhanh. Bằng cách mô hình hóa hành vi của những ngôi sao khổng lồ này khi chúng sụp đổ, các nhà nghiên cứu đã có thể hạn chế các yếu tố khiến máy bay phản lực được hình thành.
Họ phát hiện ra rằng ảnh hưởng của thủy triều từ một người hàng xóm thân thiết – hiệu ứng tương tự Mặt trăng và Trái đất bị khóa trong vòng quay của chúng – có thể chịu trách nhiệm quay các ngôi sao này với tốc độ cần thiết để tạo ra vụ nổ tia gamma.
Vụ nổ tia gamma là sự kiện phát sáng nhất trong Vũ trụ và có thể quan sát được từ Trái đất khi tia vật chất của chúng hướng thẳng vào chúng ta. Điều này có nghĩa là chúng ta chỉ thấy khoảng 10-20% số GRB trên bầu trời của chúng ta.
Tác giả chính Ashley Chrimes, một sinh viên tiến sĩ tại Khoa Vật lý của Đại học Warwick cho biết: “Chúng tôi dự đoán loại sao hoặc hệ thống nào tạo ra vụ nổ tia gamma, đó là vụ nổ lớn nhất trong Vũ trụ. Cho đến bây giờ vẫn chưa rõ loại sao hoặc hệ thống nhị phân nào bạn cần để tạo ra kết quả đó.
Câu hỏi đặt ra là làm thế nào một ngôi sao bắt đầu quay hoặc duy trì sự quay của nó theo thời gian. Chúng tôi thấy rằng tác động của thủy triều sao đối với đối tác của nó đang ngăn họ chậm lại và trong một số trường hợp, nó đang quay chúng lên. đánh cắp năng lượng quay từ người bạn đồng hành của họ, hậu quả của việc đó là sau đó chúng trôi xa hơn. Những gì chúng tôi đã xác định là phần lớn các ngôi sao đang quay nhanh chính xác vì chúng ở trong một hệ thống nhị phân.”
Nghiên cứu sử dụng một bộ các mô hình tiến hóa sao nhị phân được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Warwick và Tiến sĩ JJ Eldridge từ Đại học Auckland. Sử dụng một kỹ thuật gọi là tổng hợp dân số nhị phân, các nhà khoa học có thể mô phỏng cơ chế này trong quần thể hàng ngàn hệ sao và vì vậy xác định các ví dụ hiếm hoi có thể xảy ra vụ nổ loại này.
Tiến sĩ Elizabeth Stanway từ Khoa Vật lý của Đại học Warwick cho biết: “Các nhà khoa học chưa mô hình hóa chi tiết về tiến hóa nhị phân trong quá khứ bởi vì đây là một phép tính rất phức tạp. Công việc này đã xem xét một cơ chế vật lý trong các mô hình mà chúng ta đã làm chưa được kiểm tra trước đó, điều đó cho thấy rằng nhị phân có thể tạo ra đủ GRB bằng phương pháp này để giải thích con số mà chúng ta đang quan sát.
Cũng có một vấn đề nan giải lớn đối với tính kim loại của các ngôi sao tạo ra vụ nổ tia gamma. Khi các nhà thiên văn học đo thành phần của các ngôi sao và con đường thống trị của vụ nổ tia gamma đòi hỏi rất ít nguyên tử sắt hoặc các nguyên tố nặng khác trong sao bầu không khí. Có một câu đố về lý do tại sao chúng ta thấy một loạt các tác phẩm trong các ngôi sao tạo ra vụ nổ tia gamma, và mô hình này đưa ra một lời giải thích.
Mô hình này cho phép các nhà khoa học dự đoán những hệ thống này sẽ trông như thế nào về mặt nhiệt độ và độ sáng của chúng cũng như tính chất của người bạn đồng hành có thể là gì. Họ hiện đang quan tâm đến việc áp dụng phân tích này để khám phá các quá trình vật lý thiên văn khác nhau chẳng hạn như các vụ nổ radio nhanh và có khả năng mô hình các sự kiện hiếm hơn như các lỗ đen xoắn ốc thành các ngôi sao.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Warwick . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :