Ang mga larawan mula sa gamma-ray na mga pagsabog ay natukoy

Ang mga pagsabog ng gamma-ray ay ilan sa mga pinaka-masiglang kaganapan sa buong Uniberso, ngunit hanggang ngayon, ang mekanismo para sa mga outflows na ito ay nanatiling isang misteryo.

impresyon ng artist ng relativistic jet na kumalas sa aming isang napakalaking bituin. Ipinapakita ng close-up panel kung paano pinapagana ng pagpapalawak ng gamma-ray burst jet ang gamma-ray (kinakatawan ng mga puting tuldok) upang makatakas. Ang asul at dilaw na tuldok ay kumakatawan sa mga proton at elektron sa loob ng jet, ayon sa pagkakabanggit. (NAOJ).

Ang mga siyentipiko mula sa RIKEN Cluster for Pioneering Research at mga nagtatrabaho ay gumamit ng mga simulation upang ipakita na ang mga photon na pinalabas ng mahaba na pagsabog ng gamma-ray - isa sa mga pinaka-masiglang kaganapan na magaganap sa sansinukob - nagmula sa potograpiya - ang nakikitang bahagi ng " relativistic jet "na pinakawalan ng sumasabog na mga bituin.

Ang isang paglalarawan na nagpapakita ng pinakakaraniwang uri ng pag-isip ng pagsabog ng gamma-ray na magaganap kapag ang isang napakalaking bituin ay gumuho, bumubuo ng isang itim na butas, at sumabog ang mga butil na jet na palabas sa halos bilis ng ilaw. (NASA / GSFC)

Ang mga pagsabog ng gamma-ray ay ang pinakamalakas na hindi pangkaraniwang electromagnetic phenomenon na sinusunod sa sansinukob, na naglalabas ng mas maraming enerhiya sa isang segundo lamang o sa paglabas ng araw sa buong buhay nito. Kahit na natuklasan sila noong 1967, ang mekanismo sa likod ng napakalaking paglabas ng enerhiya na ito ay nanatiling misteryoso. Ang mga dekada ng pag-aaral sa wakas ay nagsiwalat na ang mga mahabang pagsabog - isa sa mga uri ng pagsabog - nagmula sa relativistic jet ng mga bagay na nailipat sa pagkamatay ng napakalaking mga bituin. Gayunpaman, eksakto kung paano ang mga gamma-ray ay ginawa mula sa mga jet ay natatakpan pa rin sa misteryo ngayon.

Ang kasalukuyang pananaliksik, na inilathala sa Kalikasan ng Komunikasyon, ay nagsimula mula sa isang pagtuklas na tinatawag na kaugnay ng Yonetoku - ang kaugnayan sa pagitan ng spectral peak energy at peak luminosity ng GRBs ay ang mahigpit na ugnayan na natagpuan sa ngayon sa mga katangian ng GRB paglabas - na ginawa ng isa sa mga may-akda nito . Sa gayon ay nagbibigay ito ng pinakamahusay na diagnostic hanggang ngayon para sa pagpapaliwanag ng mekanismo ng paglabas, at ang mahigpit na pagsubok para sa anumang modelo ng mga pagsabog ng gamma-ray.

Hindi sinasadya, ang ugnayan din ay nangangahulugan na ang mahabang pagbagsak ng gamma-ray ay maaaring magamit bilang isang "standard na kandila" para sa pagsukat ng distansya, na nagpapahintulot sa amin na mas sumilip pa sa nakaraan kaysa sa uri ng 1A supernovae - karaniwang ginagamit, sa kabila ng pagiging mas malabo kaysa sa mga pagsabog. Ito ay posible upang makakuha ng mga pananaw sa parehong kasaysayan ng uniberso at sa mga misteryo tulad ng madilim na bagay at madilim na enerhiya.

Ilang sandali lamang, isang uri ng 1a supernova ang naglalabas ng isang buong kalawakan. Ang ningning na ito ay gumawa ng mga ito ng isang perpektong 'karaniwang kandila' - isang bagay na maaaring magamit upang masukat ang mga distansya ng astronomiya (NASA / ESA.)

Gamit ang mga simulation ng computer na isinagawa sa maraming mga supercomputers, kabilang ang Aterui ng National Astronomical Observatory ng Japan, Hokusai ng RIKEN, at Cray xc40 ng Yukawa Institute for Theoretical Physics, ang grupo ay nakatuon sa tinatawag na "photospheric emission" model - isa sa nangungunang mga modelo para sa mekanismo ng paglabas ng GRB.

Ang modelong ito ay nag-post na ang mga photon na nakikita sa mundo ay inilalabas mula sa photosphere ng relativistic jet. Habang lumalawak ang jet, nagiging madali para sa mga photon na makatakas mula sa loob nito, dahil may mas kaunting mga bagay na magagamit upang ikalat ang ilaw. Kaya, ang "kritikal na density" - ang lugar kung saan posible na makatakas ang mga photon - gumagalaw pababa sa jet, sa materyal na orihinal na mas mataas at mas mataas na mga density.

Upang masubukan ang bisa ng modelo, ang koponan ay nagtakda upang subukan ito sa isang paraan na isinasaalang-alang ang pandaigdigang dinamika ng relativistic jet at paglipat ng radiation. Sa pamamagitan ng paggamit ng isang kumbinasyon ng three-dimensional relativistic hydrodynamical simulation at pagkalkula ng paglipat ng radiation upang suriin ang mga photospheric emissions mula sa isang relativistic jet na pumutok sa napakalaking star sobre, nagawa nilang matukoy na hindi bababa sa kaso ng mahabang GRB - ang uri na nauugnay sa tulad gumuho ng napakalaking bituin - nagtrabaho ang modelo.

Ang paghahambing ng mga resulta ni Ito sa napansin na kaugnayan ng Yonetoku (Ito)

Inihayag din ng kanilang mga simulation na ang kaugnayan ng Yonetoku ay maaaring muling kopyahin bilang isang natural na bunga ng mga pakikipag-ugnay sa jet-stellar.

Hirotaka Ito ng Cluster for Pioneering Research, sabi; "Mahigpit na nagmumungkahi na ang paglabas ng photospheric ay ang mekanismo ng paglabas ng GRB."

Nagpapatuloy siya: "Habang naipalabas namin ang pinagmulan ng mga photon, mayroon pa ring mga misteryo tungkol sa kung paano ang mga relativistic jet ay nabuo ng mga gumuho na bituin.

"Ang aming mga kalkulasyon ay dapat magbigay ng mahalagang pananaw para sa pagtingin sa pangunahing mekanismo sa likod ng henerasyon ng mga napakalaking malakas na kaganapan."

Pinagmulan

Orihinal na pananaliksik: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-09281-z

Nai-publish din sa Scisco media