科学者たちは、極度の磁場が宇宙で最も強力な爆発による超高速ジェットをどのように形成するのかについて、これまでで最高の視点を捉えました。
新しい研究では、として知られる宇宙爆発からの偏光を追跡しました。ガンマ線バーストそして、強力な磁場がバーストの進化をどのように形作るかについて前例のない垣間見ることができました。
「ガンマ線バーストは、宇宙で最も極端な粒子加速器です」と、この新しい研究を主導したリバプール・ジョン・ムーアズ大学の銀河系外天文学教授キャロル・マンデルは述べた。 「それらはあらゆる種類の極端な物体です。極端な速度、極端な重力、極端な磁場です。つまり、それらは物理法則をテストするための究極の実験室です。」
ガンマ線バーストは、大質量星の一生の終わりに、ちょうど星の本体が崩壊して星が崩壊するときに発生すると考えられています。ブラックホール。これが起こると、ブラック ホールの周囲の物質は、ブラック ホールから反対方向にガンマ線と高エネルギー粒子の 2 つのジェットを放出する可能性があります。単一のガンマ線バーストは、恒星が生涯にわたって放射するよりも多くのエネルギーを数分間で放射する可能性があります。
宇宙爆発の謎の起源
科学者たちは、ブラックホールを囲む粒子がどのようにしてガンマ線バーストに見られる激しい光のバーストや粒子を生成するのかをまだ理解していません。
ある理論では、組織化された磁場がブラック ホールの周りの目に見えない軌道上の粒子を加速し、光の放射 (シンクロトロン放射として知られるもの) を引き起こすと示唆しています。ブラックホールが急速に収縮すると、粒子と磁場も収縮し、粒子の加速がさらに速くなります。この理論は、この急激な加速と、粒子自体に蓄えられたエネルギーが結合して、2つの巨大なガンマ線ジェットそして粒子。
クレジット：
この図は、リバプール望遠鏡とそのRINGO2装置によるガンマ線バーストGRB 120308Aの残光中の偏光の測定が、若いブラックホールと結びついた大規模で安定した磁場の存在をどのように示しているかを示しています。 NASA のゴダード宇宙飛行センター/S.ヴィーシンガー
ガンマ線バーストのエネルギーが少なくとも部分的にシンクロトロン放射によるものであれば、科学者はこの暴力的な出来事によって生成された光の中にその磁場の痕跡が見られると期待できるでしょう。
新しいツールの磁気検索
マンデルと彼女の同僚は、ガンマ線バーストの副産物として生成される光の偏光を測定するために、RINGO2 という名前の機器を設計しました。 RINGO2 はリバプール光学望遠鏡で 2 年間ガンマ線バーストを観測しました。
2012 年 3 月 8 日、NASAのスウィフト衛星ガンマ線バーストを追跡するこの観測装置は、GRB 120308Aと呼ばれる宇宙爆発をリバプール望遠鏡に警告した。その後の研究は、ネイチャー誌木曜日版に詳細が掲載されており、GRB 120308Aが初期に放出した光は28%の偏光であり、時間の経過とともに10%の偏光に減少することが判明した。
「光学的な光を取り込み、それが私たちの体を通って入ってくる塵から散乱すると、天の川銀河「数パーセントの偏光が観察されるかもしれません。実際、この高度の偏光を生成する唯一の方法は、大規模な秩序磁場を用意し、磁場の周りを電子がらせん状に回転するシンクロトロン放射を生成することです。」とマンデル氏は述べています。
マンデル氏は、時間の経過とともに光の偏光が減少することは、光がブラックホール近くで生成されたときに偏光しており、空間を通過するにつれて偏光が失われることを示していると述べた。このため、RINGO2は極性を観測するためにガンマ線バースト開始直後の光を観測する必要がある。
研究者らは、発見を確認するには将来のガンマ線バーストにおける偏光のさらなる観測が必要であると述べた。 RINGO2 はリバモア望遠鏡で 2 年間運用し、複数のガンマ線バーストに関するデータを収集しました。
「私たちは他のガンマ線バーストに関するサンプル論文を作成中です」とマンデル氏は語った。 「明らかに、私たちはそれらをさらに調べて、これが単なる特殊な物体ではなく普遍的なケースであることを実際に証明したいと考えています。[GRB 120308A]は他の点では特別ではありませんでした。それが、それが特別なものであったと示唆する十分な理由の1つです」典型的な。"
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