Vedci vyriešili tajomstvo za hypernovami a gama lúčmi

Supernova je v podstate jasným zábleskom vybuchujúcej hviezdy, ktorá svieti jasnejšie ako celá galaxia, v ktorej sídli, a vyžaruje viac energie, než môže bežná hviezda produkovať počas celej svojej životnosti. Výbušné výbuchy žiarenia vyžarujú hviezdny materiál rýchlosťou, ktorá dosahuje 30 000 kilometrov za sekundu, alebo približne 10 percent rýchlosti svetla.

Veľký problém. Hypernova je 10 až 100 krát silnejší ako supernova. Sú to najdynamickejšie udalosti v známom vesmíre mimo Veľkého tresku.

Bohužiaľ, o hypernovách v skutočnosti nevieme o nič viac a nie sú ľahko študovateľní. Ale moderné technológie nám poskytli niekoľko spôsobov, ako študovať tieto gargantuánske nebeské javy vo forme počítačových simulácií.

Vedci z University of California, Berkeley, použili superpočítačové simulácie kolapsu masívnej hviezdy v dĺžke 10 milisekúnd - viac ako 25-násobku veľkosti slnka - do neutrónovej hviezdy, aby demonštrovali, ako hypernovy môžu generovať magnetické polia potrebné na to, aby hviezda mohla náhle explodujú a vydávajú hromové záblesky žiarenia gama, ktoré možno vidieť v polovici vesmíru.

Zistenia zverejnené v pondelok v časopise príroda, ilustrujú, ako rotujúca hviezda, ktorá sa zrúti, spôsobuje, že jej magnetické pole sa otáča rýchlejšie pri každom otočení, čo má za následok dynamo, ktoré vyžaruje magnetické pole, ktoré narastá o milión miliárd krát väčší ako magnetické pole Zeme.

Dynamo je v podstate elektrický generátor, ktorý vytvára elektrický prúd otáčaním vodičov cez magnetické pole. Hviezdne dynamá pracujú v podstate rovnakým spôsobom, pričom generujú elektrické prúdy otáčaním hviezdy.

Pre hviezdy však prúdy zvyšujú magnetické pole v spätnoväzbovej slučke, čo má za následok magnetické polia, ktoré sú takmer nezrozumiteľné vo veľkosti a veľkosti.

Sila týchto polí môže vytvoriť hypernovú explóziu, ako aj produkovať dlhé záblesky intenzívneho žiarenia gama.

"Ľudia verili, že tento proces by mohol fungovať," uviedol vedúci štúdie Phillip Mosta v tlačovej správe. "Teraz to skutočne ukážeme."

Samozrejme, že trvalo 130.000 jadier počítačov pracujúcich vedľa seba dva týždne rovno získať údaje, ktoré skutočne ukazuje, ako tento proces funguje. Simulácie sa uskutočnili v Blue Waters, jednom z najvýkonnejších superpočítačov na svete, ktorý sa nachádza na University of Illinois v Urbane-Champaign.

Pochopenie toho, ako hypernovas funguje, je nevyhnutné pre učenie sa viac o životoch hviezd a pochopenie toho, ako kozmické javy ako novas pomáhajú vytvárať veľmi ťažké prvky, ktoré nachádzame v prírode. Vedieť, ako proces funguje, môže tiež vrhnúť svetlo na to, ako niektoré neutrónové hviezdy vyvíjajú svoje vlastné masívne magnetické polia - a stávajú sa takzvanými „magnetármi“.

Ďalšou, praktickejšou hodnotou je naučiť sa, ako by mechanizmus dynama mohol pracovať na vytváraní prírodných udalostí na Zemi. Zistenia by napríklad mohli lepšie vysvetliť, ako malé turbulencie v atmosfére Zeme rastú na väčšie poveternostné udalosti, ako sú hurikány alebo tajfúny.

„To, čo sme urobili, sú prvé globálne simulácie tohto veľmi vysokého rozlíšenia, ktoré skutočne ukazujú, že vytvoríte toto veľké globálne pole z čisto turbulentného,“ povedala Mosta.

Je to len ďalší spôsob, ako nám štúdium astrofyziky vesmíru môže pomôcť pochopiť život na Zemi.