Bildkredit: NASA
NASA: s RHESSI-satellit kan ha upptäckt nya ledtrådar om de mest kraftfulla explosionerna i universum när den av misstag fångade en bild av en gammastrålningsbrast när han tog bilder av solstolar på solen. Vad RHESSI upptäckte är att ljuset som kommer från bristen är polariserat, vilket indikerar att ett kraftfullt magnetfält kan vara orsaken. När en gigantisk stjärna blir ett snabbt snurrande svart hål, kan den vrida upp magnetfältet så mycket att hela objektet exploderar som en oupprullad fjäder.
NASA: s RHESSI-satellit kan ha upptäckt en av de viktigaste ledtrådarna som hittills erhållits på mekanismen för att producera gammastrålning, de mest kraftfulla explosionerna i universum. Detta var resultatet av en tillfällig observation av en satellit utformad för att studera solen.
Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) satellit snappade bilder av solbrännor den 6 december 2002, när den fångade en extremt ljus gammastrålning i bakgrunden, över solkanten och avslöjade för det första tid då gammastrålarna i ett sådant skur är polariserade. Resultatet indikerar att intensiva magnetfält kan vara drivkraften bakom dessa fantastiska explosioner.
Solfack är enorma explosioner i solens atmosfär, drivs av den plötsliga frigörelsen av magnetisk energi. Gamma-ray bursts är fjärrblixten av gammastrålningsljus som dyker upp ungefär en gång om dagen slumpmässigt på himlen, som kort skiner så ljust som en miljon biljoner solar. Nya observationer tyder på att de kan produceras av en speciell typ av exploderande stjärna (supernova), men inte alla supernovor genererar gammastrålar, så fysiken för hur en supernovaexplosion kan ge en skur av gammastrålar är oklar.
Resultaten presenteras på en presskonferens vid American Astronomical Society-mötet i Nashville, Tenn., Av två University of California, Berkeley, forskare: Dr. Wayne Coburn, en postdoktor vid UC Berkeleys rymdvetenskapslaboratorium, och Dr. Steven Boggs, biträdande professor i fysik. De är författare till ett papper om denna upptäckt publicerad i 22 maj-numret av Nature.
"RHESSI skickades ut i rymden för att avslöja hemligheterna om solfacklar, de största explosionerna i vårt solsystem, så jag är glad att det har kunnat på ett seriöst sätt tillhandahålla ny information om gammastrålning, de största explosionerna i hela universum, ”Sa Dr. Brian Dennis, RHESSI Mission Scientist vid NASA: s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
"Märkligt nog verkar magnetiska fält driva både de lokala solbrännorna och de avlägsna gammastrålarna, två oerhört kraftfulla händelser," tilllade Dennis.
Den starka polarisationen uppmätt av RHESSI ger ett unikt fönster för hur dessa skurar drivs, enligt Boggs. Han tolkar mätningarna så att bristen härstammar från ett område med mycket strukturerade magnetfält, starkare än fälten på ytan av en neutronstjärna - fram till nu, de starkaste magnetfält som observerats i universum. "Polariseringen säger att magnetfältet själva fungerar som dynamiten och driver den explosiva eldkula som vi ser som en gammastrålning," sade han.
Gamma-strålarna uppmätta med RHESSI var ungefär 80 procent polariserade, i överensstämmelse med den maximala möjliga polariseringen från elektroner som spiraliserade runt magnetfältlinjer. Spiralen får elektroner att producera ljus genom "synkrotronstrålning". Polariserat ljus, känt för de flesta av oss som det reflekterade ljuset som blockeras av Polaroid-solglasögon, är lätt med sina magnetiska och elektriska fält som vibrerar främst i en riktning, inte slumpmässigt. En sådan koherens innebär en underliggande fysisk symmetri, i detta fall, inriktade magnetfält.
Även om elektronerna antagligen accelereras till nästan ljusets hastighet i chockvågor, innebär det faktum att gammastrålarna är maximalt polariserade att själva chockvågorna drivs av ett underliggande starkt magnetfält.
"Mängden polarisering de hittade är så intensiv att det ser ut som att det är ren synkrotronstrålning och inget annat, och alla andra teorier kommer att behöva bita i dammet nu," sa Dr. Kevin Hurley, en UC Berkeley gamma- ray burst-fysiker som sedan 1990 har drivit det tredje interplanetära nätverket (IPN3) av sex satelliter kopplade samman för att fastställa gammastrålningsutbrott och omedelbart varna astronomer. Men för en sådan ny mätning är ytterligare oberoende bekräftelse avgörande, tillade Boggs.
Upptäckten av polarisering avslöjar hur en gammastrålningsbristning drivs - genom generering av ett starkt, storskaligt magnetfält. Nästa fråga är: Varför leder några supernovaer till ett starkt, organiserat magnetfält? Detta kan vara en fråga som vi bara kan ta itu med genom teori, men bevisen finns på plats för teoretiker att ta upp sig, sade Boggs.
Även om han lämnar det till teoretikerna att ta reda på hur sådana starka magnetfält skulle kunna genereras, sa Boggs att bristen förmodligen föregås av en enorm stjärns kärnkollaps direkt till ett svart hål. Ett svart hål i sig har inget magnetfält, men det lokala magnetfältet kan tränga igenom det svarta hålet. Om det snabbt snurrar kommer det svarta hålet att avveckla det lokala fältet som en sträng på toppen. Energitätheten i det tätt sårade, komprimerade fältet skulle så småningom bli så högt att fältet skulle återfalla utåt i en massiv eldboll och dra materia med det.
Originalkälla: NASA News Release
