Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đã sử dụng các mô phỏng để chỉ ra rằng các photon phát ra từ các vụ nổ tia gamma dài – một trong những sự kiện nhiều năng lượng nhất diễn ra trong vũ trụ – bắt nguồn từ không gian quang học – phần có thể nhìn thấy của ‘máy bay phản lực tương đối tính’ được phát ra bởi các ngôi sao nổ tung.
Các nhà khoa học thuộc Cụm nghiên cứu tiên phong và cộng tác viên RIKEN đã sử dụng mô phỏng để chỉ ra rằng các photon phát ra từ vụ nổ tia gamma dài – một trong những sự kiện nhiều năng lượng nhất diễn ra trong vũ trụ – bắt nguồn từ trong không gian quang học – phần nhìn thấy được của “máy bay phản lực tương đối tính” được phát ra bởi các ngôi sao nổ tung.
Vụ nổ tia gamma là hiện tượng điện từ mạnh nhất được quan sát thấy trong vũ trụ, giải phóng càng nhiều năng lượng chỉ trong một giây hoặc khi mặt trời sẽ giải phóng trong toàn bộ vòng đời của nó. Mặc dù chúng được phát hiện vào năm 1967, cơ chế giải phóng năng lượng khổng lồ này từ lâu vẫn còn bí ẩn. Nhiều thập kỷ nghiên cứu cuối cùng đã tiết lộ rằng các vụ nổ dài – một trong những loại vụ nổ – bắt nguồn từ các tia nước tương đối tính của vật chất bị đẩy ra trong cái chết của các ngôi sao lớn. Tuy nhiên, chính xác làm thế nào các tia gamma được tạo ra từ các máy bay phản lực vẫn còn được che giấu trong bí ẩn ngày nay.
Các nghiên cứu hiện tại, được công bố trên tạp chí Nature Communications, bắt đầu từ một khám phá gọi là quan hệ Yonetoku, ban đầu được thực hiện bởi một trong những tác giả của bài báo. Mối quan hệ này giữa năng lượng cực đại phổ và độ chói cực đại của GRB là mối tương quan chặt chẽ nhất được tìm thấy cho đến nay trong các tính chất của phát xạ GRB. Do đó, nó cung cấp chẩn đoán tốt nhất cho đến nay để giải thích cơ chế phát xạ và thử nghiệm nghiêm ngặt nhất đối với bất kỳ mô hình vụ nổ tia gamma nào. Ngẫu nhiên, mối quan hệ này cũng có nghĩa là các vụ nổ tia gamma dài có thể được sử dụng như một “ngọn nến tiêu chuẩn (standard candle)” để đo khoảng cách, cho phép chúng ta nhìn xa hơn vào quá khứ so với siêu tân tinh loại 1A, thường được sử dụng ngày nay nhưng mờ hơn nhiều so với vụ nổ . Điều này sẽ giúp chúng ta có thể hiểu rõ hơn về lịch sử của vũ trụ và có thể cung cấp cho chúng ta những hiểu biết sâu sắc về những bí ẩn như vật chất tối và năng lượng tối.
Sử dụng mô phỏng máy tính được thực hiện trên một số siêu máy tính, bao gồm Aterui của Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản, Hokusai của RIKEN và Cray xc40 của Viện Vật lý lý thuyết Yukawa, nhóm đã tập trung vào mô hình “phát xạ quang”, một trong những mô hình được gọi là mô hình “phát xạ quang”, mô hình hàng đầu cho cơ chế phát thải của GRB. Mô hình này cho rằng các photon nhìn thấy trên trái đất được phát ra từ không gian quang ảnh của máy bay phản lực tương đối tính. Khi máy bay phản lực mở rộng, các photon thoát ra từ bên trong nó trở nên dễ dàng hơn, vì có ít vật thể có sẵn để tán xạ ánh sáng. Do đó, “mật độ tới hạn” – nơi mà các photon có thể thoát ra – di chuyển xuống dưới qua tia nước, đến vật chất ban đầu có mật độ ngày càng cao hơn.
Để kiểm tra tính hợp lệ của mô hình, nhóm nghiên cứu đã bắt đầu thử nghiệm nó theo cách có tính đến động lực toàn cầu của các máy bay phản lực tương đối và truyền bức xạ. Bằng cách sử dụng kết hợp mô phỏng thủy động lực học tương đối ba chiều và tính toán truyền bức xạ để đánh giá phát xạ quang từ một máy bay phản lực tương đối thoát ra khỏi lớp vỏ sao lớn, họ có thể xác định rằng ít nhất là trong trường hợp GRB dài – loại liên quan đến ngôi sao lớn sụp đổ như vậy – mô hình làm việc. Mô phỏng của họ tiết lộ rằng mối quan hệ Yonetoku có thể được sao chép như là kết quả tự nhiên của các tương tác giữa các tia sao. “Đối với chúng tôi,” Hirotaka Ito thuộc Cụm nghiên cứu tiên phong nói, “điều này cho thấy thực tế rằng phát xạ quang là cơ chế phát xạ của GRB.”
Ông tiếp tục: “Mặc dù chúng tôi đã làm sáng tỏ nguồn gốc của các photon, nhưng vẫn có những bí ẩn liên quan đến việc các máy bay tương đối được tạo ra bởi sự kiện các ngôi sao sụp đổ.”
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi RIKEN . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :