Gökbilimciler Evrenin En Parlak Patlamalarının Gizli Maddesini Buldular

Evrende görülen en büyük ve en parlak patlamalar söz konusu olduğunda, Warwick Üniversitesi gökbilimcileri bir gama ışını patlaması yapmanın iki yıldız aldığını keşfettiler.

Gökbilimciler Evrenin En Parlak Patlamalarının Gizli Maddesini Buldular
Sanatçının gama-ışını patlaması ile çift yıldızın yörüngesinde izlenimi. Kredi bilgileri: University of Warwick / Mark Garlick
  • University of Warwick araştırmasında, yıldızların gama ışını patlamaları oluşturmak için ikili sistemlerde olması gerekiyor
  • Gama ışını patlamaları, büyük çöken yıldızların neden olduğu Evrenin en parlak patlamalarıdır
  • Refakatçi bir yıldızın gelgit etkileri, çökmekte olan yıldızın dönmesini ve bir malzeme jeti üretmesini sağlar
  • Çalışma için modellenen binlerce ikili yıldız sistemi

Evrende görülen en büyük ve en parlak patlamalar söz konusu olduğunda, Warwick Üniversitesi gökbilimcileri bir gama ışını patlaması yapmanın iki yıldız aldığını keşfettiler.

Yeni araştırmalar, yıldızların yüksek enerjili malzemeden bir jeti fırlatmak için koşullar yaratmak için nasıl hızlı döndüğünün gizemini çözüyor ve Ay ve Dünya arasındaki gibi gelgit etkilerinin cevap olduğunu buldu.

Kraliyet Astronomi Derneği Aylık Bildirimleri'nde bildirilen keşif, binlerce ikili yıldız sisteminin, yani iki yörüngenin birbiri etrafında dönen güneş sistemlerinin simüle edilmiş modelleri kullanılarak yapıldı.

Yıldızların yarısından fazlası ikili yıldız sistemlerinde bulunur ve bu yeni araştırma, büyük patlamaların yaratılması için ikili yıldız sistemlerinde olmaları gerektiğini göstermiştir.

Bu çalışmada incelenen tip olan uzun bir gama ışını patlaması (GRB), güneşimizin büyüklüğünün yaklaşık on katı büyük bir yıldız süpernovaya gittiğinde, bir nötron yıldızına veya kara deliğe çöktüğünde ve göreceli bir malzeme jetini uzaya ateşlediğinde ortaya çıkar. . Yıldız radyal olarak içe doğru çökmek yerine, açısal momentumu korumak için bir diske yaslanır. Malzeme içe doğru düşerken, bu açısal momentum onu ​​kutup ekseni boyunca bir jet şeklinde başlatır.

Ancak bu malzeme jetini oluşturmak için yıldız eksen boyunca malzeme fırlatacak kadar hızlı dönüyor olmalıdır. Bu bir sorun yaratır çünkü yıldızlar genellikle çok çabuk kazandıkları dönüşleri kaybederler. Araştırmacılar, bu devasa yıldızların çöktükleri davranışlarını modelleyerek, bir jetin oluşmasına neden olan faktörleri kısıtlayabildiler.

Yakın bir komşunun gelgitlerinin etkilerinin - Ay ve Dünya'nın kendi dönüşlerinde birbirine kilitlendiği aynı etki - bu yıldızları bir gama ışını patlaması oluşturmak için gereken oranda döndürmekten sorumlu olabileceğini buldular.

Gamma ışını patlamaları Evrendeki en aydınlık olaylardır ve malzeme jetleri doğrudan bize işaret edildiğinde Dünya'dan gözlemlenebilir. Bu, göklerimizde GRB'lerin sadece% 10-20'sini gördüğümüz anlamına gelir.

Baş yazar Ashley Chrimes, Ph.D. Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü öğrencisi, “Evrendeki en büyük patlamalar olan ne tür yıldızların veya sistemlerin gamma ışını patlamaları ürettiğini tahmin ediyoruz. Şimdiye kadar bu sonucu elde etmek için ne tür yıldızlara veya ikili sistemlere ihtiyacınız olduğu belli değildi.

“Soru, bir yıldızın dönmeye nasıl başladığı veya zaman içinde dönüşünü nasıl sürdürdüğü idi. Bir yıldızın gelgitlerinin ortağı üzerindeki etkisinin onları yavaşlatmasını durdurduğunu ve bazı durumlarda onları döndürdüğünü bulduk. Yoldaşlarından dönme enerjisi çalıyorlar, bunun bir sonucu olarak daha da uzaklaşıyorlar.

“Belirlediğimiz şey, yıldızların çoğunun tam olarak hızlı bir şekilde dönüyor olması çünkü ikili bir sistemde.”

Çalışma, Warwick Üniversitesi'nden araştırmacılar ve Auckland Üniversitesi'nden Dr. JJ Eldridge tarafından oluşturulan ikili yıldız evrim modellerini kullanıyor. İkili nüfus sentezi adı verilen bir teknik kullanarak, bilim adamları bu mekanizmayı binlerce yıldız sistemi popülasyonunda simüle edebilir ve bu nedenle bu tür bir patlamanın meydana gelebileceği nadir örnekleri tanımlayabilirler.

Warwick Üniversitesi Fizik Bölümü'nden Dr. Elizabeth Stanway şunları söyledi: “Bilim adamları geçmişte ikili evrim için ayrıntılı olarak modellenmemişler çünkü bu çok karmaşık bir hesaplama. Bu çalışma, daha önce incelemediğimiz modeller içindeki fiziksel bir mekanizmayı dikkate aldı, bu da ikili dosyaların gözlemlediğimiz sayıyı açıklamak için bu yöntemi kullanarak yeterli GRB üretebileceğini düşündürüyor.

“Gama ışını patlamaları üreten yıldızların metalikliği konusunda da büyük bir ikilem yaşandı. Gökbilimciler olarak, yıldızların bileşimini ölçüyoruz ve gama ışını patlamaları için baskın yol, yıldız atmosferinde çok az demir atomu veya diğer ağır elementler gerektiriyor. Yıldızlarda gama ışını patlamaları üreten neden çeşitli kompozisyonlar gördüğümüz hakkında bir bulmaca var ve bu model bir açıklama sunuyor. ”

Ashley ekledi: “Bu model, bu sistemlerin sıcaklıkları ve parlaklıkları açısından gözlemsel olarak neye benzemesi gerektiğini ve yoldaşın özelliklerinin ne olacağını tahmin etmemizi sağlıyor. Şimdi bu analizi hızlı radyo patlamaları gibi farklı astrofiziksel geçişleri keşfetmek için uygulamak istiyoruz ve potansiyel olarak yıldızlara yayılan kara delikler gibi daha nadir olayları modelleyebiliriz. ”


Kaynak: AA Chrimes, ER Stanway ve JJ Eldridge, “çekirdek çöküşü gama ışını patlama progenitörleri için ikili popülasyon sentez modelleri”, 20 Kasım 2019, Kraliyet Astronomi Derneği Aylık Bildirimleri