研究者らは宇宙で最も明るい爆発の説明にまた一歩近づいた

研究者たちは、その方法の解明にまた一歩近づいているかもしれません。 ガンマ線バースト それらは知られている中で最も強力な爆発の一部です 宇宙。

たとえば、一つだけ ガンマ線バースト、 グレゴリオ暦、 太陽が数十億年かけて放出するエネルギーよりも多くのエネルギーを数秒で生成できる。 この力のため、科学者たちは、GRB は宇宙で最も暴力的な出来事のいくつかによって作成されたと信じています。 これらには、大質量星の死を知らせる超新星爆発や、私たちが知っている中で最も密度の高い物質で構成される「死んだ」星である 2 つの中性子星の衝突と合体、さらには小さなブラックホールからの爆発などが含まれます。

しかし、これらのバーストの側面は、GRB をトリガーする正確なメカニズムや、2 秒以上続く「大きな」 GRB とそれより短い時間続く「小さな」 GRB の正確な原因など、謎に包まれたままです。

チーム 科学者 たとえば、ハンツビルにあるアラバマ大学の研究者らは、GRB の光食と、これらのバーストをより適切にモデル化して最終的にその秘密を解明するために、時間の経過とともにどのように変化するかを研究しています。

「50年以上研究されてきたにもかかわらず、GRBが光を生成するメカニズムはまだ不明であり、現代の天体物理学の大きな謎です。」とチーム代表は声明で述べた。 ジョン・ハッキラ、ハンツビルにあるアラバマ大学の科学者。 」GRB を理解することは、自然界で発生する最速かつ最も強力な光生成メカニズムのいくつかを理解するのに役立ちます。。 GRB は非常に明るいため、宇宙全体で観察することができ、光は有限の速度で進むため、星が存在していた最も初期の時代に戻ることができます。「」。

GRB を理解することが依然として非常に難しい主な理由の 1 つは、GRB を記述するための理論モデルが、時間の経過に伴う物体の光強度を示すグラフである光度曲線の挙動を説明できていないことです。

まったく同じ GRB 光度曲線が 2 つとなく、バーストがわずか数ミリ秒から数十分続く可能性があるという事実により、状況はさらに複雑になります。

ザ ハッキラ 彼らは、これらのパルスが GRB 放出の基本単位として機能すると考え、GRB を一連の高エネルギーパルスとしてモデル化しました。 」これらは、GRB が明るくなってから暗くなる時間を示します。 GRB パルスが放射されている間、非常に短い時間スケールで現れる輝度の変化が発生することがあります。 これらの変化の奇妙な点は、それらが可逆的であることです。「」。

研究者は、単語の文字とは異なり、時間は一方向にしか読めないため、この可逆性がどのようにして起こるのかを理解するのは非常に難しいと付け加えた。

「GRB パルスで光を生成するメカニズムは、何らかの方法で明るさのパターンを生成し、次に同じパターンを逆の順序で生成します。 これは非常に奇妙であり、GRB をユニークなものにしています。「」。

研究チームは、ブラックホール（大きな星の死によって最近形成された）が光に近い速度または「相対論的」速度で移動する粒子のジェットを放出するときに生成されるGRBのモデルに焦点を当てた。

「これらのモデルでは、死につつある大質量星の中心が崩壊してブラック ホールを形成し、ブラック ホールに落ちた物質は引き裂かれ、2 つの対向する半径またはジェットに沿って外側に向きを変えられます。」と説明します ハッキラ。 「私たちの方向に向かうジェット物質はほぼ光の速度で放出されます。 GRB は比較的短命であるため、イベント中ずっとジェット機が私たちの方向を向いていると常に想定されます。 しかし、動いていないジェットの内部からパルスが発生した場合、パルスの時間反転特性を説明するのは非常に困難でした。「」。

GRB 光度曲線の逆行性を説明するために、研究チームは次のように述べています。 横方向の動きを追加 幼児ブラックホールから飛び出す相対論的ジェットの中で。

「横に動くジェットのアイデアは、GRBパルスの時間反転構造を説明できる簡単な解決策を提供します“、 彼は続けた ハッキラ。 「ジェットが視線を横切るとき、観察者は最初にジェットの片側から、次にジェットの中心から、そして最後にジェットの反対側から発せられる光を見ることになります。 ジェットは、ジェットの中心が視線を横切るにつれて明るくなり、その後暗くなり、ジェットが消えるにつれて、ジェットの中心の周りの放射状の対称構造が逆の順序で現れます。「」。

ハッキラ氏はこの記事で次のように付け加えた。GRB の弾道モデル「ブラックホールからの相対論的ジェットは、消防ホースが水を噴霧するのと同じような方法で物質を噴霧します。ジェットは固体ではなく流体のように機能するため、彼は次のように述べました。」 観察者はジェット全体が真っ直ぐではなく曲がっているように見えるでしょう。

「ノズルの動きにより、ジェットのさまざまな部分からさまざまなタイミングで光が私たちに届きます。これは、ジェットが光を生成するメカニズムをよりよく理解するために使用できるほか、特殊相対性理論の効果を研究するための実験室にも使用できます。」と結論づけた。

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