Gamma-nurli yoriqlardagi fotonlar o'rnatildi

Gamma-nurli portlashlar butun olamdagi eng kuchli hodisalardir, ammo hanuzgacha bu oqimlarning mexanizmi sir bo'lib qolmoqda.

rassomning massiv yulduzni bizning sinishimizdagi relativistik jet haqidagi taassuroti. Yopiq panelda gamma-nurli portlash reaktivining kengayishi gamma nurlaridan (oq nuqta bilan ifodalangan) qanday qilib qochib qutulish mumkinligini ko'rsatadi. Moviy va sariq nuqta mos ravishda reaktiv ichidagi proton va elektronni anglatadi (NAOJ).

RIKEN kashshoflik tadqiqotlari klasteri olimlari va hamkorlar uzoq gamma-nurli portlashlar natijasida chiqadigan fotonlar - koinotda sodir bo'ladigan eng baquvvat hodisalardan biri - fotosferada - «ko'zga ko'rinadigan» qismida paydo bo'lishini ko'rsatadigan simulyatsiyalardan foydalanishdi. portlovchi yulduzlar chiqaradigan relyativistik reaktiv ”.

Katta yulduz yiqilib, qora tuynuk hosil bo'lganda va zarracha zarrachalar deyarli yorug'lik tezligidan tashqariga otilib chiqqanda, o'ylagan gamma-nurlarning eng keng tarqalgan turini ko'rsatadigan rasm. (NASA / GSFC)

Gamma-nurli portlashlar koinotda kuzatilgan eng kuchli elektromagnit hodisadir va bir necha soniya ichida yoki butun umr davomida quyosh chiqquncha ko'p energiya chiqaradi. Ular 1967 yilda kashf qilingan bo'lishiga qaramay, ushbu ulkan energiya chiqarilishining mexanizmi uzoq vaqtgacha sir bo'lib qoldi. O'nlab yillar davom etgan izlanishlar shuni ko'rsatdiki, uzoq portlashlar - portlash turlaridan biri, massiv yulduzlar o'limi paytida chiqarib yuborilgan materiyaning relyativistik oqimlaridan kelib chiqadi. Biroq, reaktivlardan gamma-nurlarning qanday paydo bo'lishi bugungi kunda sir bo'lib qolmoqda.

Nature Communications-da nashr etilgan ushbu tadqiqot Yonetoku aloqasi deb nomlangan kashfiyotdan boshlandi - spektral tepalik energiyasi va GRBlarning eng yuqori yorqinligi o'rtasidagi bog'liqlik GRB emissiyasining xususiyatlarida shu paytgacha aniqlangan eng yaqin o'zaro bog'liqlik - uning mualliflaridan biri tomonidan qilingan. . Shunday qilib, u emissiya mexanizmini tushuntirish uchun hozirgi kunga qadar eng yaxshi tashxisni va gamma-nurli portlashlarning har qanday modeli uchun eng aniq testni taqdim etadi.

Aytgancha, munosabatlar uzoq gamma-nurli portlashlar masofani o'lchash uchun "standart sham" sifatida ishlatilishi mumkinligini anglatadi, bu bizga o'tmishdagi 1A turiga qaraganda oldingi holatga o'tishga imkon beradi. Bu koinot tarixi va qorong'u materiya va qorong'u energiya kabi sirlarni o'rganishga imkon yaratadi.

Faqatgina bir lahzaga 1a tipdagi o'ta yangi yulduz butun galaktikani yoritib beradi. Bu yorqinlik ularni mukammal

Bir nechta superkompyuterlarda, jumladan Yaponiya Milliy Astronomik Observatoriyasining Aterui, RIKEN Xokusai va Nazariy Fizika Yukava Institutining Cray xc40 kabi kompyuter simulyatsiyalaridan foydalanib, guruh "fotosfera emissiyasi" deb nomlangan modelga e'tibor qaratdi. GRB emissiya mexanizmining etakchi modellari.

Ushbu model Yer yuzida ko'rinadigan fotonlar relyativistik fotosferadan chiqishini ta'kidlamoqda. Reaktiv kengaygan sari fotonlar uning ichidan chiqib ketishi osonlashadi, chunki yorug'likni tarqatish uchun kamroq narsalar mavjud. Shunday qilib, "kritik zichlik" - fotonlar qochib qutulishi mumkin bo'lgan joy, reaktiv orqali pastga va yuqoriroq zichlikdagi materialga siljiydi.

Modelning yaroqliligini sinab ko'rish uchun jamoa uni relativistik samolyotlar va radiatsiya uzatilishining global dinamikasini hisobga olgan holda sinab ko'rishni boshladi. Uch o'lchovli relyativistik gidrodinamik simulyatsiya va radiatsiyaviy uzatish hisob-kitoblaridan foydalanib, massiv yulduz konvertidan relativistik reaktivdan chiqadigan fotosfera chiqindilarini baholash orqali ular, hech bo'lmaganda uzoq GRB bo'lgan taqdirda - shunga o'xshash turni aniqlay oldilar. katta yulduzlarning qulashi - model ishladi.

Itoning natijalarini kuzatilgan Yonetoku bilan taqqoslash (Ito)

Shuningdek, ularning simulyatsiyalari Yonetoku aloqasini reaktiv yulduz o'zaro ta'sirining tabiiy natijasi sifatida ko'paytirish mumkinligini aniqladi.

Hirotaka Ito kashshoflik tadqiqotlari klasteridan, deydi; "Bu fotosfera emissiyasi GRBlarning emissiya mexanizmi ekanligidan qat'iy dalolat beradi."

U davom etadi: «Biz fotonlarning kelib chiqishini aniqlab olgan bo'lsak-da, parchalanuvchi yulduzlar tomonidan relativistik samolyotlarning o'zlari qanday yaratilishi haqida hali ham sirlar mavjud.

"Bizning hisob-kitoblarimiz ushbu ulkan qudratli voqealar avlodini vujudga keltirishning asosiy mexanizmini o'rganish uchun qimmatli ma'lumotlarga ega bo'lishi kerak."

Manbalar

Asl tadqiqot: http://dx.doi.org/10.1038/s41467-019-09281-z

Scisco ommaviy axborot vositalarida ham nashr etilgan