Znanstveniki so rešili skrivnost za hipernovami in gama žarki

Supernova je v bistvu svetla bliskavica eksplozivne zvezde, ki sije svetlejša od celotne galaksije, v kateri prebiva, in oddaja več energije, kot jo navadna zvezda lahko proizvede v svoji celotni življenjski dobi. Eksplozivni izbruhi sevanja izločijo zvezdno snov pri hitrostih, ki dosežejo 30.000 kilometrov na sekundo ali približno 10 odstotkov hitrosti svetlobe.

Velika stvar. A hipernova je 10 do 100-krat močnejša od supernove. To so najbolj energični dogodki v znanem vesolju izven Velikega poka.

Na žalost dejansko ne vemo veliko več o hipernovih in jih zlahka preučujemo. Toda sodobna tehnologija nam je dala nekaj načinov za preučevanje teh ogromnih nebesnih pojavov v obliki računalniških simulacij.

Znanstveniki z Univerze v Kaliforniji, Berkeley, so uporabili superračunalniške simulacije 10 milisekundnega kolapsa masivne zvezde - več kot 25-kratne velikosti sonca - v nevtronsko zvezdo, da bi pokazali, kako lahko hipernove generirajo magnetna polja, ki so potrebna za zvezdo. eksplodira in oddaja gromove izbruhe gama žarkov, ki jih lahko vidimo na pol poti skozi vesolje.

Ugotovitve, objavljene v ponedeljek v reviji Narava, ilustrirajte, kako rotirajoča zvezda, ki se zruši, povzroči, da se njeno magnetno polje z vsakim obratom hitreje vrti, kar ima za posledico dinamo, ki vzbuja magnetno polje v rastočih milijonkrat večji od magnetnega polja Zemlje.

Dinamo je v osnovi električni generator, ki ustvarja električni tok z vrtenjem žic skozi magnetno polje. Zvezdni dinami delujejo na enak način, saj ustvarjajo električne tokove skozi vrtenje zvezde.

Za zvezde pa tokovi povečujejo magnetno polje v povratni zanki, kar ima za posledico magnetna polja, ki so skoraj nerazumljiva v velikosti in velikosti.

Moč teh polj lahko povzroči eksplozije hipernova in povzroči dolge izbruhe intenzivnih gama žarkov.

»Ljudje so verjeli, da se bo ta proces lahko izpopolnil,« je v sporočilu za javnost dejal avtor Phillip Mosta. "Zdaj jo dejansko pokažemo."

Seveda je za pridobitev podatkov, ki dejansko kaže, kako deluje ta proces, potrebnih 130.000 računalniških jeder, ki so delovala drug ob drugem, dva tedna naravnost. Simulacije so potekale v Blue Waters, enem najmočnejših superračunalnikov na svetu, ki se nahaja na Univerzi Illinois v Urbana-Champaign.

Razumevanje, kako je hipervno delo bistveno za učenje več o življenju zvezd, in razumevanje, kako kozmični pojavi, kot so novas, pomagajo ustvarjati zelo težke elemente, ki jih najdemo v naravi. Poznavanje, kako proces deluje, lahko tudi osvetli, kako nekatere nevtronske zvezde razvijajo svoja lastna masivna magnetna polja - in postanejo tisto, kar imenujemo magnetarji.

Druga, bolj praktična vrednost pri tem je, da se naučimo, kako bi lahko dinamov mehanizem deloval za ustvarjanje naravnih dogodkov, ki jih najdemo na Zemlji. Na primer, ugotovitve bi lahko bolje razložile, kako majhne turbulence v zemeljski atmosferi rastejo v večje vremenske dogodke, kot so orkani ali tajfuni.

"To, kar smo storili, so prve globalne simulacije izjemno visoke ločljivosti tega, ki dejansko kažejo, da ustvarjate to globalno polje iz povsem burnega," je dejal Mosta.

To je samo še en način, da nam lahko preučevanje astrofizike vesolja pomaga razumeti življenje na Zemlji.