Образуются ли гамма-всплески от коллапсирующих магнитных полей звезды?
AstroNews.ru - 08 Апреля 2020 15:13:04
Когда массивная звезда в далекой галактике разрушается, образуя черную дыру, из ее ядра вылетают два гигантских струи светоизлучающей плазмы. Эти чрезвычайно яркие гамма-всплески (GRB) являются самыми мощными взрывами во вселенной, и когда струя направлена на Землю, послесвечение можно обнаружить с помощью наземных и космических телескопов. Материал не просто катапультируется из взрывающейся звезды, он разгоняется до сверхвысоких скоростей вдоль узкого луча гамма-струи, оставляя астрофизиков озадаченными источником энергии, приводящим в действие эти необычные взрывы. Теперь новое международное исследование под руководством Университета Бата обещает пролить свет на это загадочное явление.
Многие астрономы предпочитают объяснение GRB, основанное на модели барионной струи. Оно говорит о том, что повторяющиеся столкновения между материалом от взрыва и материалом, окружающим умирающую звезду, производят гамма-вспышку и последующее затухающее послесвечение - умирающие угли расширяющегося огненного шара.
Вторая гипотеза, называемая магнитной моделью, утверждает, что огромное первичное магнитное поле в звезде разрушается в течение нескольких секунд после первоначального взрыва, высвобождая энергию для питания чудовищного взрыва.
Теперь впервые международная команда исследователей нашла доказательства, подтверждающие эту магнитную модель. Работая в сотрудничестве с исследователями из Великобритании, Италии, Словении, России, Южной Африки и Испании, астрофизики Бата изучили данные о коллапсе массивной звезды в галактике на расстоянии 4,5 миллиарда световых лет. Они были предупреждены о коллапсе звезды после того, как ее гамма-вспышка (названная GRB 190114C) была обнаружена космической обсерваторией Нила Герилса НАСА.
Исследователи отметили поразительно низкий уровень поляризации в гамма-всплеске в моменты сразу после коллапса звезды, что указывает на то, что магнитное поле звезды было разрушено во время взрыва.
Нурия Джордана-Митжанс, ведущий автор статьи в Astrophysical Journal и обладатель стипендии Хироко и Джима Шервина в области астрофизики, сказала: «Из предыдущих исследований мы ожидали обнаружить поляризацию до 30% в течение первых ста секунд после взрыва. Таким образом, мы были удивлены, получив всего 7,7% менее чем через минуту после взрыва, за которым последовало внезапное падение до 2% вскоре после этого».
Она добавила: «Это говорит нам о том, что магнитные поля разрушались катастрофически, сразу после взрыва, высвобождая энергию и приводя в действие яркий свет, обнаруженный в электромагнитном спектре».
Чрезвычайно яркие гамма-всплески обнаруживаются спутниками на орбите Земли, однако никто не может предсказать, где или когда появится новая, поэтому ученые полагаются на автономные роботизированные телескопы с быстрым откликом для улавливания быстро затухающего света послесвечения. Через несколько секунд после того, как обсерватория НАСА определила GRB 190114C, роботизированные телескопы, расположенные на Канарских островах и в Южной Африке, получили уведомление об обнаружении НАСА и были оперативно перенастроены. В течение одной минуты после открытия GRB телескопы уже собирали данные о выбросах.
Профессор Кэрол Манделл, руководитель отдела астрофизики в Университете Бата и соавтор исследования, сказала: «Наши инновационные телескопические системы полностью автономны, они могут работать без людей, поэтому они очень быстро переключились и начали проводить наблюдения за GRB, почти сразу после его обнаружения спутником "Свифт".
Профессор Манделл продолжила: «Примечательно, что, не выходя из наших собственных домов, мы смогли обнаружить важность изначальных магнитных полей в питании космического взрыва в далекой галактике».