გამა-სხივიდან ადიდებული ფოტონები გამოსახულია

გამა-სხივების ადიდებული არის ზოგიერთი ყველაზე ენერგიული მოვლენა მთელს სამყაროში, ჯერჯერობით დღემდე, ამ გადინების მექანიზმი საიდუმლოდ დარჩა.

მხატვრის შთაბეჭდილებას ახდენს რელატივისტური თვითმფრინავით, რომელიც არღვევს მასობრივ ვარსკვლავს. ახლო პანელი გვიჩვენებს, თუ როგორ გამოსხივების გამოსხივების აპარატის გაფართოება აძლევს გამა-სხივებს (რომელიც წარმოდგენილია თეთრი წერტილებით). ლურჯი და ყვითელი წერტილები წარმოადგენს პროტონს და ელექტრონებს ჭავლის შიგნით, შესაბამისად. (NAOJ).

პიონერული კვლევებისთვის RIKEN Cluster– ის მეცნიერებმა და კოლაბორატორებმა გამოიყენეს სიმულაციები იმის დასადგენად, რომ გრძელი გამა-სხივის ადიდების შედეგად გამოტოვებული ფოტონები - სამყაროში ერთ – ერთი ყველაზე ენერგიული მოვლენა - წარმოიშვა ფოტოსურათში - აშკარა ნაწილია ” რელატივისტური ჭავლი ”, რომელიც ასახულია ვარსკვლავების აფეთქებით.

ილუსტრაცია, რომელიც გვიჩვენებს გამა – სხივის ყველაზე გავრცელებულ ტიპს, რომელიც ფიქრობს, რომ მასიური ვარსკვლავი იშლება, შავ ხვრელს ქმნის და ნაწილაკების თვითმფრინავებს აფეთქებს შუქის თითქმის სისწრაფით. (NASA / GSFC)

გამა-სხივების ადიდებული არის ყველაზე ძლიერი ელექტრომაგნიტური ფენომენი, რომელიც სამყაროში შეინიშნება და ათავისუფლებს იმდენ ენერგიას მხოლოდ წამში ან ისე, რამდენადაც მზე გაათავისუფლებს მთელი ცხოვრების განმავლობაში. თუმცა ისინი 1967 წელს აღმოაჩინეს, მაგრამ ენერგიის ამ უზარმაზარი გამოყოფის მექანიზმი დიდი ხნის განმავლობაში იდუმალი რჩებოდა. კვლევების ათწლეულებმა საბოლოოდ გაირკვა, რომ გრძელი აფეთქებები - პაკეტების ერთ – ერთი სახეობა - წარმოიშვა მასიური რელატივისტური თვითმფრინავებისგან, რომლებიც გაჟღენთილია მასიური ვარსკვლავების სიკვდილის დროს. თუმცა, ზუსტად ის, თუ როგორ იწარმოება გამა-სხივები თვითმფრინავებისგან, დღეს საიდუმლოებით არის მოცული.

მიმდინარე გამოკვლევა, რომელიც გამოქვეყნდა Nature Communications– ში, გამოქვეყნებით დაიწყო Yonetoku– ს შესახებ აღმოჩენამ. Relation კავშირი სპექტრული მწვერვალის ენერგიასა და GRB– ების მწვერვალს შორის, არის ყველაზე მჭიდრო კორელაცია, რომელიც აქამდე ნაპოვნია GRB– ის ემისიის თვისებებში - გაკეთებულია მისი ერთ – ერთი ავტორის მიერ . ამრიგად, იგი უზრუნველყოფს საუკეთესო დიაგნოსტიკას ჯერჯერობით ემისიის მექანიზმის ასახსნელად და მკაცრი გამოცდა გამა-სხივების ადიდების ნებისმიერი მოდელისთვის.

სხვათა შორის, ურთიერთობა გულისხმობდა იმასაც, რომ გრძივი გამა-სხივების ადიდება შეიძლება გამოყენებულიყო როგორც "სტანდარტული სანთელი" მანძილის გასაზომად, რაც საშუალებას მოგვცემს გადავხედოთ წარსულს, ვიდრე ტიპის 1 ა სუპერნოვა - ჩვეულებრივ გამოყენებული, მიუხედავად იმისა, რომ ადიდებული იყო. ეს საშუალებას მისცემს მოიძიოთ როგორც სამყაროს ისტორიაში, ისე საიდუმლოებებში, როგორიცაა ბნელი მატერია და ბნელი ენერგია.

მხოლოდ ერთი წუთის განმავლობაში, ტიპის 1 ა სუპერნოვა ატარებს მთელ გალაქტიკას. ეს სიკაშკაშე მათ სრულყოფილ

რამდენიმე სუპერკომპიუტერზე შესრულებული კომპიუტერული სიმულაციის გამოყენებით, მათ შორის იაპონიის ეროვნული ასტრონომიული ობსერვატორიის Aterui, RIKEN- ის ჰოკუზაი და იუკავას თეორიული ფიზიკის ინსტიტუტის კრეი xc40, ჯგუფმა ყურადღება გაამახვილა ე.წ. ”ფოტოფერიული ემისიის” მოდელზე - ერთ-ერთი GRB- ების ემისიის მექანიზმის წამყვანი მოდელები.

ამ მოდელის თანახმად, დედამიწაზე გამოსახული ფოტონები ასხივებენ რელატივისტური ჭავლის ფოტოსურგიდან. როგორც თვითმფრინავი აფართოებს, ფოტონები უფრო ადვილი გახდებიან მისი შიგნიდან გაქცევა, რადგან შუქის გასაფანტებლად ნაკლები ობიექტია. ამრიგად, "კრიტიკული სიმკვრივე" - ადგილი, სადაც ფოტონების გაქცევა შესაძლებელი გახდა - თვითმფრინავის ქვევით გადადის ქვევით, იმ მასალაზე, რომელიც თავდაპირველად უფრო მაღალ და უფრო მაღალ სიმკვრივეზე იყო.

მოდელის ნამდვილობის შესამოწმებლად, გუნდმა დაადგინა, რომ შეამოწმებინა იგი ისე, რომ ითვალისწინებდა რელატივისტური თვითმფრინავების გლობალური დინამიკა და რადიაციის გადაცემა. სამგანზომილებიანი რელატივისტური ჰიდროდინამიკური სიმულაციისა და რადიაციის გადაცემის გაანგარიშების ერთობლიობის გამოყენებით, ვარსკვლავების მასიური კონვერტის ამოღების რელატივისტური ჭავლიდან ფოტოპროფერული ემისიების შესაფასებლად, მათ შეძლეს დაედგინათ, რომ მინიმუმ გრძელი GRB– ს შემთხვევაში - ტიპთან დაკავშირებული მასიური ვარსკვლავების ჩამოშლა - მოდელი მუშაობდა.

Ito- ს შედეგების შედარება დაფიქსირებული Yonetoku- სთან (Ito)

მათმა სიმულაციამ ასევე აჩვენა, რომ Yonetoku– ს ურთიერთმიდევნა შეიძლება გამრავლდეს როგორც ჯე – ვარსკვლავური ურთიერთქმედების ბუნებრივი შედეგი.

ამბობს პიროგრაფიული კვლევის კასეტების ჰიდროტკა იტო; ”ეს მკაცრად მიუთითებს იმაზე, რომ ფოტოსფერული ემისია არის GRB- ების ემისიის მექანიზმი.”

იგი განაგრძობს: ”სანამ ჩვენ გავითვალისწინეთ ფოტონების წარმოშობა, ჯერ კიდევ არსებობს საიდუმლოებები, თუ როგორ წარმოიქმნება თავად რელატივისტური თვითმფრინავები ჩამოვარდნილი ვარსკვლავების მიერ.

”ჩვენს გამოთვლებს უნდა ჰქონდეს ღირებული წარმოდგენა, რათა გამოიყურებოდეს ფუნდამენტური მექანიზმი, რომელიც წარმოუდგენელია ამ ძალზე ძლიერი მოვლენების წარმოქმნას.”

წყაროები

ორიგინალური კვლევა: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-09281-z

ასევე გამოქვეყნდა Scisco მედიაში