Przejdź do treści

Czy udało się rozwiązać zagadkę powstawania rozbłysków gamma?

Wizja artystyczna rozbłysku gamma chwilę po zapadnięciu się gwiazdy

Kiedy masywna gwiazda w odległej galaktyce zapada się tworząc czarną dziurę, z jej jądra wystrzeliwują dwa olbrzymie strumienie (dżety) plazmy. Te niezwykle jasne rozbłyski gamma (GRB) są najpotężniejszymi eksplozjami we Wszechświecie, a gdy dżet skierowany jest w stronę Ziemi, poświatę można wykryć przy pomocy naziemnych i kosmicznych teleskopów. Materia nie tylko katapultuje się z eksplodującej gwiazdy, ale również przyspiesza do bardzo wysokich prędkości wzdłuż wąskiej wiązki strumienia promieniowanie gamma, co powoduje, że astrofizycy zastanawiają się nad źródłem mocy napędzającym te niezwykłe eksplozje. Obecnie nowe badanie rzuca światło na to tajemnicze zjawisko.

Wielu astronomów opowiada się za wyjaśnieniem GRB bazując na barionowym modelu dżetu. Wynika z niego, że powtarzające się gwałtowne zderzenia między materią wystrzeloną podczas eksplozji a materią otaczającą umierającą gwiazdę wytwarzając błysk gamma, a następnie blednącą poświatę – umierające zarzewie rozszerzającej się kuli ognia.

Druga hipoteza, zwana modelem magnetycznym, zakłada, że ogromne, pierwotne pole magnetyczne gwiazdy zapada się w ciągu kilku sekund po pierwszej eksplozji, co uwalnia energię napędzającą kolejne wybuchy.

Teraz, po raz pierwszy, międzynarodowy zespół naukowców znalazł dowody potwierdzające model magnetyczny. Astrofizycy zbadali sygnał GRB 190114C pochodzący z zapadnięcia się masywnej gwiazdy w galaktyce oddalonej od nas o 4,5 mld lat świetlnych.

Naukowcy zauważyli zaskakująco niski poziom polaryzacji w rozbłysku gamma tuż po zapadnięciu się gwiazdy, co wskazuje, że pole magnetyczne gwiazdy zniszczone zostało podczas wybuchu.

Nuria Jordana-Mitjans, główna autorka artykułu, powiedziała: „Na podstawie poprzednich badań spodziewaliśmy się wykrycia polaryzacji na poziomie 30% w ciągu pierwszych stu sekund po wybuchu. Zaskoczył nas więc pomiar na poziomie 7,7% na minutę po wybuchu, a chwilę później gwałtowny jej spadek do 2%. To mówi nam, że pola magnetyczne zapadły się zaraz po wybuchu, uwalniając swoją energię i zasilając jasne światło wykryte w widmie elektromagnetycznym.”

GRB są wykrywane przez dedykowane satelity krążące wokół Ziemi, jednak nikt nie jest w stanie przewidzieć, gdzie i kiedy GRB się pojawią, więc naukowcy polegają na autonomicznych automatycznych teleskopach szybkiego reagowania, aby uchwycić szybko gasnące światło poświaty. Kilka sekund po tym, jak obserwatorium NASA zidentyfikowało GRB 190114C, robotyczne teleskopy znajdujące się na Wyspach Kanaryjskich i w Południowej Afryce otrzymały powiadomienie o zmianie miejsca obserwacji i zostały skierowane w stronę sygnału. W ciągu jednej minuty od odkrycia GRB teleskopy już zbierały informacje o tej emisji.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
The collapse of magnetic fields in distant cosmic explosions: Is this what powers Gamma-Ray Bursts?

Lowly Polarized Light from a Highly Magnetized Jet of GRB 190114C

Źródło: Bath University

Na zdjęciu: Wizja artystyczna rozbłysku gamma chwilę po zapadnięciu się gwiazdy.