Το τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi της NASA εντόπισε αυτό που μπορεί να είναι το πρώτο επιβεβαιωμένο σήμα μιας υπερφωτεινής σουπερνόβα που τροφοδοτείται από ένα μαγνήτη, ένα αστέρι νετρονίων με εξαιρετικά έντονα μαγνητικά πεδία. Το συμβάν, που ονομάζεται SN 2017egm, συνέβη 440 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά και αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην κατανόηση μιας από τις πιο ακραίες εκρήξεις στο σύμπαν. Η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics, τελειώνει σχεδόν 2 δεκαετίες αναζήτησης σημάτων ακτίνων γάμμα στα δεδομένα Fermi.
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον Fabio Acero του Centro Nacional του γαλλικού Pesquisa Científica (CNRS) και τον Universidade του Paris-Saclay, ανέλυσε χρόνια παρατηρήσεων για να επιβεβαιώσει τη σύνδεση μεταξύ του σουπερνόβα και του μαγνήταρ. Το εύρημα σηματοδοτεί την πρώτη οριστική ανίχνευση αυτής της φύσης, αν και οι ερευνητές είχαν αναφέρει προηγούμενες ενδείξεις κατά τη διάρκεια προηγούμενων αναζητήσεων.
Έκρηξη Mecanismo σε υπερφωτεινές σουπερνόβα
Η κατάρρευση του πυρήνα Supernovas συμβαίνει όταν ένα τεράστιο αστέρι τελειώνει από το καύσιμο που απαιτείται για τη διατήρηση του πυρήνα του. Sem αυτή η πηγή ενέργειας, η βαρύτητα προκαλεί την κατάρρευση του πυρήνα και την πυροδότηση μιας βίαιης έκρηξης. Κάτω από συνθήκες Dependendo, η κατάρρευση θα μπορούσε να αφήσει πίσω του ένα αστέρι νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα, ενώ το υπόλοιπο αστέρι εκτοξεύεται στο διάστημα ως ένα διαστελλόμενο νέφος εξαιρετικά θερμού αερίου.
Nos Τα τελευταία 20 χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει περίπου 400 ασυνήθιστα ισχυρά παραδείγματα που ονομάζονται υπερφωτεινοί σουπερνόβα. Οι σπάνιες εκρήξεις του Essas μπορούν να λάμπουν τουλάχιστον 10 φορές πιο έντονα στο ορατό φως από τις κοινές σουπερνόβα. Το SN 2017egm, που παρατηρήθηκε το 2017, εκρήγνυται στον γαλαξία NGC 3191, στον αστερισμό Ursa Maior. Το Mesmo σε απόσταση 440 εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά, παραμένει ένας από τους πιο κοντινούς υπερφωτεινούς σουπερνόβα που έχουν παρατηρηθεί ποτέ στον Terra.
Το 2024, ερευνητές υπό την ηγεσία του Li Shang του Universidade του Anhui του Hefei, του China, πρότειναν ότι το Telescópio του Larga Área του Fermi θα μπορούσε να είχε ανιχνεύσει αυτό το αρχικό συμβάν από τις ακτίνες γάμμα χρόνια μετά την έκρηξη. Η παρατήρηση Essa άνοιξε το δρόμο για βαθύτερη ανάλυση των δεδομένων που συσσώρευσε ο εξοπλισμός κατά τη διάρκεια των εργασιών του.
Magnetares: Extreme Cosmic Engines
Το Cientistas έχει συζητήσει εδώ και καιρό τι δίνει στις υπερφωτεινές σουπερνόβα την εξαιρετική φωτεινότητά τους. Μία από τις κύριες εξηγήσεις αφορά τα μαγνητάρια, αστέρια νετρονίων με τα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία που είναι γνωστά στο σύμπαν. Τα μαγνητικά πεδία Seus μπορεί να είναι έως και 1.000 φορές πιο έντονα από αυτά των συνηθισμένων άστρων νετρονίων, φτάνοντας σε ισχύ περίπου 10 τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από έναν μαγνήτη ψυγείου.
Η έρευνα περιελάμβανε λεπτομερή ανάλυση τόσο του ορατού φωτός όσο και των σημάτων ακτίνων γάμμα από το SN 2017egm. Τα δεδομένα συγκρίθηκαν με διαφορετικά θεωρητικά μοντέλα που αναπτύχθηκαν από διεθνείς συνεργάτες. Ένα συγκεκριμένο μοντέλο, που δημιουργήθηκε από τον Indrek Vurm από Universidade από Tartu σε Estônia και Brian Metzger από Universidade από Colômbia σε Nova York, εξέτασε τον τρόπο με τον οποίο η ακτινοβολία και τα σωματίδια από ένα νεοσχηματισμένο superbrin magnetova κινούνται μέσω του νεοσχηματιζόμενου superbrin magnetova.
Οι Pesquisadores πιστεύουν ότι ένα νεοσχηματισμένο μαγνητάρι μπορεί να περιστρέφεται αρκετές εκατοντάδες φορές κάθε δευτερόλεπτο. Η απίστευτη ταχύτητα του Essa δημιουργεί μια ισχυρή ροή ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων, τα οποία είναι οι αντιύλη εκδοχές ηλεκτρονίων. Juntas, αυτά τα σωματίδια δημιουργούν ένα γιγάντιο σύννεφο υλικού υψηλής ενέργειας γνωστό ως νεφέλωμα μαγνητοειδούς ανέμου.
Processos Δημιουργία ακτίνων γάμμα και διαφυγή ακτινοβολίας
Dentro αυτού του νεφελώματος, οι αλληλεπιδράσεις σωματιδίων μπορούν να δημιουργήσουν ακτίνες γάμμα με διάφορους τρόπους. Το Elétrons και τα ποζιτρόνια μπορούν να συγκρουστούν και να μετατραπούν σε φωτόνια ακτίνων γάμμα, ενώ οι ίδιες οι ακτίνες γάμμα μπορούν να συγκρουστούν και να δημιουργήσουν νέα σωματίδια. Conforme αυτές οι αλληλεπιδράσεις συνεχίζονται, μεγάλο μέρος της ενέργειας των ακτίνων γάμμα παγιδεύεται μέσα στα συντρίμμια σουπερνόβα και μετατρέπεται σε χαμηλότερης ενέργειας ορατό φως, βοηθώντας να γίνει η έκρηξη εξαιρετικά φωτεινή.
Segundo Acero, περίπου 3 μήνες μετά την κατάρρευση, καθώς τα συντρίμμια σουπερνόβα διαστέλλονται και ψύχονται, οι ακτίνες γάμμα αρχίζουν να διαρρέουν στο διάστημα. Το μοντέλο magnetar αναπαράγει καλύτερα τη φωτεινότητα του σουπερνόβα και τον χρόνο άφιξης των ακτίνων γάμμα του κατά τους πρώτους μήνες. Contudo, οι ερευνητές σημειώνουν περιθώρια βελτίωσης σε μεταγενέστερες περιόδους, όταν το ορατό φως εξαφανίζεται αρκετά ακανόνιστα.
Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι πρόσθετες διεργασίες πιθανότατα επηρέασαν τον σουπερνόβα κατά τη μακροχρόνια μείωση της φωτεινότητάς του. Το Estes μπορεί να περιλαμβάνει υλικό που πέφτει πίσω προς το μαγνητάρι και συγκρούσεις μεταξύ του διαστελλόμενου ωστικού κύματος και της ύλης που εκτοξεύτηκε από το αστέρι αιώνες πριν εκραγεί.
Observações μελλοντική και διεθνής συνεργασία
Ο Guillem Martí-Devesa, πρώην ερευνητής στο Universidade του Trieste στο Itália και τώρα ερευνητής στο Instituto του Ciências Espaciais στο Barcelona, Espanha, συντόνισε την πρώτη έρευνα με υπερφωτεινή παρατήρηση ακτίνων γάμμα6 κατά τη διάρκεια της πρώτης υπερφωτιστικής παρατήρησης6 χρόνια της αποστολής Fermi. Το Apenas SN 2017egm έδειξε στοιχεία ακτίνων γάμμα, επιβεβαιώνοντας προηγούμενες προτάσεις ότι ορισμένες σουπερνόβα μπορεί να είναι τόσο φωτεινές στις ακτίνες γάμμα όσο και στο ορατό φως.
Η μελέτη διερεύνησε εάν τα μελλοντικά παρατηρητήρια θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν παρόμοια γεγονότα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το επερχόμενο Observatório Cerenkov Telescope Array θα πρέπει να είναι σε θέση να εντοπίσει σουπερνόβα όπως το SN 2017egm σε αποστάσεις έως και περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός με περίπου 50 ώρες χρόνου παρατήρησης.
- Ανίχνευση Capacidade: Το Telescópio επόμενης γενιάς θα ανιχνεύσει σουπερνόβα σε μεγαλύτερες αποστάσεις
- Intensidade μαγνητικών πεδίων: Οι Magnetares έχουν πεδία 10 τρισεκατομμύρια φορές ισχυρότερα από τους κοινούς μαγνήτες
- Brilho συγγενής: Οι υπερφωτεινοί σουπερνόβα Supernovas λάμπουν 10 φορές πιο φωτεινοί από τους συνηθισμένους σουπερνόβα
- Μελέτη Período: Το Análise κάλυψε τα πρώτα 16 χρόνια λειτουργίας του Fermi
- Προεπισκοπήσεις Descobertas: Apenas 1 στους 6 κοντινούς σουπερνόβα έδειξε επιβεβαιωμένα σήματα ακτίνων γάμμα
Το Missão Fermi αντιπροσωπεύει μέρος του δικτύου των παρατηρητηρίων της NASA που έχουν σχεδιαστεί για να παρακολουθούν τα μεταβαλλόμενα γεγονότα στο σύμπαν και να βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς λειτουργούν τα κοσμικά φαινόμενα. Η μελλοντική συνεργασία μεταξύ επίγειων παρατηρητηρίων και διαστημικών τηλεσκοπίων της NASA θα αποκαλύψει ακόμα περισσότερα για αυτές τις βίαιες αστρικές εκρήξεις και τα ακραία αντικείμενα που κρύβονται μέσα τους.
Ο Judy Racusin, αναπληρωτής επικεφαλής επιστήμονας για το έργο Fermi στο Centro της NASA στο Voo Espacial Goddard στο Greenbelt, Maryland, λέει ότι ο μηχανισμός κινητήρα μαγνητάριου πυρήνα που περιγράφεται στη μελέτη βασίζεται σε πολλές παρατηρητικές και θεωρητικές προόδους 20 ετών. Η παρατήρηση ακτίνων γάμμα από σουπερνόβα θα προσφέρει έναν νέο τρόπο για να εξερευνήσουμε τους εσωτερικούς τους μηχανισμούς και να επεκτείνουμε τη γνώση σχετικά με αυτές τις ακραίες εκδηλώσεις του σύμπαντος.