Kokony hipernowej będą źródłem fal grawitacyjnych

Teoria fal elektromagnetycznych, odkryta przez Jamesa Clerka Maxwella w XIX wieku^H Horn, oczywiście wszystko, czego potrzeba, to przyspieszony ruch punktowego ładunku elektrycznego, aby uzyskać promieniowanie. Również każdy ładunek rozproszony, pod warunkiem, że jego części wykonują ruchy przyspieszone, będzie emitował fale elektromagnetyczne. Technicznie rzecz biorąc, fizycy twierdzą, że mamy do czynienia z promieniowaniem typu dipolowego. Możesz zorientować się, co to jest, wyszukując w Internecie słynne kursy Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki Richarda Feynmana dla początkujących.

Około 50 lat po teoretycznym odkryciu fal elektromagnetycznych przez Maxwella Einstein stworzył fale grawitacyjne. Ponieważ grawitacja jest znacznie słabsza niż siła elektromagnetyczna, do wytworzenia fal grawitacyjnych, które można obserwować na Ziemi za pomocą detektorów takich jak Ligo i Virgo, potrzeba astronomicznych mas i przyspieszeń. W tym przypadku zderzenia zwartych gwiazd o kilku masach Słońca iz prędkością bliską prędkości światła.

światło grawitacyjne

Wiadomo, że istnieją pulsary, które można opisać jako rodzaje niemal idealnych sfer, które są okresowo powiększane i kurczone. Można by naiwnie sądzić, że są to źródła fal grawitacyjnych, bo przecież nimi są Schrödinger wyjaśnił to w swoim traktacie o ogólnej teorii względnościteoria emisji i absorpcji fal elektromagnetycznych oraz teoria fal grawitacyjnych są do tego stopnia podobne, że nie można o nich mówić jako o „świecie” grawitacyjnym.

Jednak w ogólnej teorii względności sprawa jest bardziej skomplikowana, ponieważ tak zwane promieniowanie dipolowe jest zabronione: nadal, mówiąc językiem fizyków, możliwe jest tylko promieniowanie czworoboczne, to znaczy wymaga rozkładu masy z nierównymi ruchami. Tak więc, jeśli gwiazda eksploduje jako supernowa w mniej więcej symetryczny sposób, wyemituje nie więcej promieniowania niż pulsar, zgodnie z symetrią sferyczną.

Ale, jak wyjaśniono w komunikacie prasowym z Northwestern University w USA, niektórzy fizycy relatywistyczni napotkali niespodziankę podczas przeprowadzania symulacji fal grawitacyjnych, które mogą emitować również niektóre rozbłyski gamma. Te powstające w wyniku zapadania się grawitacyjnego gwiazd, które wypluwają czarną dziurę do ich zapadającego się jądra, czarnej dziury, która otacza się w procesie dysku akrecyjnego i generuje dwa strumienie materii, które przebijają warstwy zapadających się gwiazd. W tym scenariuszu mówimy o hipernowej lub superjasnej supernowej (w języku angielskim SLSN dla Superjasna supernowa). To eksplozja, która uwalnia energię ponad 100 klasycznych supernowych. Szacuje się, że hipernowa pojawia się w Drodze Mlecznej tylko raz na 200 milionów lat.

W tym wydaniu Ore Gottlieb, Ciera Fellow w Northwestern’s Centre for Exploration and Interdisciplin Research in Astrophysics (Ciera) omawia odkrycie dokonane przez niego i jego współpracowników, profesorów Vicky Kalogera i Alexandra Tchekovskoya, stypendystów podoktoranckich Sharana Banagiri i Jonatana Jacquemin-Ide oraz absolwentów uczeń Nick Kaz.

Bardzo ładne artystyczne wrażenie eksplozji hipernowej z utworzeniem czarnej dziury w macierzystej gwieździe. Te syntetyczne obrazy ilustrują model hipernowej, który powinien odpowiadać za większość długich rozbłysków gamma. Zanim bardzo masywna gwiazda eksploduje, w miejscu jej jądra tworzy się czarna dziura, która następnie pochłania resztę gwiazdy. Ponieważ dysk akrecyjny tworzy również dżety cząstek, widzimy je wyłaniające się z powierzchni gwiazdy i rozprzestrzeniające się w ośrodku międzygwiazdowym, tworząc falę uderzeniową. Wtedy następuje tam emisja fotonów gamma. Aby uzyskać mniej lub bardziej dokładne tłumaczenie francuskie, kliknij biały prostokąt w prawym dolnym rogu. Następnie powinno pojawić się tłumaczenie na język angielski. Następnie kliknij nakrętkę po prawej stronie prostokąta, następnie kliknij Napisy, a na końcu Napisy automatycznie. Wybierz „francuski”. © Desy, laboratorium komunikacji naukowej

Gorące i burzliwe pęcherzyki plazmy

Zaczyna od wyjaśnienia Dżety i supernowe to wybuchy bardzo energetyczne. Ale fale grawitacyjne możemy wykryć tylko z asymetrycznych eksplozji o wysokiej częstotliwości. Supernowe są mniej więcej kuliste i symetryczne, więc kuliste eksplozje nie zmieniają zrównoważonego rozkładu masy w gwieździe i nie emitują fal grawitacyjnych. GRB trwają kilkadziesiąt sekund, więc częstotliwość jest bardzo mała – mniejsza niż zakres częstotliwości, na który wpływa Ligo. »

Jednak, co zaskakujące, symulacje nowej hipernowej wykazały, że kokony materii powstałe w wyniku eksplozji były ważnymi źródłami fal grawitacyjnych.

Po pierwsze, naukowcy chcieli dowiedzieć się, czy dysk akrecyjny, który tworzy się wokół czarnej dziury, może emitować fale grawitacyjne. Gottlieb mówi o tym: Kiedy obliczałem fale grawitacyjne w pobliżu czarnej dziury, znalazłem inne źródło, które zakłóciło moje obliczenia: kokon. Starałem się go ignorować. Ale odkryłem, że to niemożliwe. Wtedy zdałem sobie sprawę, że kokon był ekscytującym źródłem fal grawitacyjnych. Dzieje się tak zwłaszcza dlatego, że w przeciwieństwie do strumieni rozbłysków gamma fale grawitacyjne kokonów muszą mieścić się w zakresie częstotliwości, który mogą wykryć Ligo i Virgo.

Gottlieb wyjaśnia, że ​​w hipernowej „ Uruchamiasz odrzutowiec głęboko w gwieździe, a następnie walczysz o wyjście. To tak, jakbyś wiercił dziurę w ścianie. Obracający się świder uderza w ścianę i wyrzuca z niej gruz. Tak jak wiertło dostarcza energię do materiału, strumień przechodzi przez gwiazdę, powodując ogrzewanie i wyrzucanie materiału gwiazdy, który tworzy gorące warstwy kokonu. Kokony to turbulentne miejsca, w których gorące gazy i szczątki mieszają się losowo i rozszerzają we wszystkich kierunkach od strumienia. Gdy bańka energii przyspiesza swoją ekspansję poza płaszczyznę, zakłóca czasoprzestrzeń, tworząc fale grawitacyjne „.

O artykule obalającym to odkrycie w arXivGottlieb dodaje, [son] Badanie jest wezwaniem społeczności naukowej do rozważenia kokonów jako źródła fal grawitacyjnych. Wiemy też, że poczwarki emitują promieniowanie elektromagnetyczne, więc mogą być zdarzeniami wieloprzekazowymi. Badając je, możemy dowiedzieć się więcej o tym, co dzieje się w najgłębszych częściach gwiazd, o właściwościach dżetów i ich propagacji w gwiezdnych eksplozjach. „.