Гама-телескопът Fermi на НАСА идентифицира това, което може да е първият потвърден сигнал за свръхсветлинна супернова, задвижвана от магнетар, неутронна звезда с изключително интензивни магнитни полета. Събитието, наречено SN 2017egm, се случи на 440 милиона светлинни години и представлява значителен напредък в разбирането на една от най-екстремните експлозии във Вселената. Откритието, публикувано в списанието Astronomy & Astrophysics, слага край на близо 2 десетилетия търсене на гама-лъчи в данните на Fermi.
Международен екип от изследователи, ръководен от Fabio Acero от Centro Nacional от френския Pesquisa Científica (CNRS) и Universidade от Paris-Saclay, анализира години на наблюдения, за да потвърди връзката между свръхновата и магнетара. Находката бележи първото окончателно откриване на това естество, въпреки че изследователите са докладвали предишни улики по време на предишни търсения.
Експлозия Mecanismo в свръхсветещи свръхнови
Колапсът на ядрото Supernovas възниква, когато масивна звезда изчерпи горивото, необходимо за поддържане на ядрото си. Sem този енергиен източник, гравитацията кара ядрото да се срине и предизвиква яростна експлозия. При условията на Dependendo колапсът може да остави след себе си неутронна звезда или черна дупка, докато останалата част от звездата е изхвърлена в космоса като разширяващ се облак от изключително горещ газ.
Nos През последните 20 години астрономите са идентифицирали приблизително 400 необичайно мощни примера, наречени свръхсветещи свръхнови. Essas редки експлозии могат да блестят поне 10 пъти по-ярко във видима светлина от обикновените свръхнови. SN 2017egm, наблюдаван през 2017 г., изригва в галактиката NGC 3191, в съзвездието Ursa Maior. Mesmo на цели 440 милиона светлинни години от нас остава една от най-близките супернови, наблюдавани някога до Terra.
През 2024 г. изследователи, водени от Li Shang на Universidade на Anhui в Hefei, China, предположиха, че Telescópio на Larga Área на Fermi може да са открили гама лъчи от това събитие години след първоначалния изблик. Наблюдението на Essa проправи пътя за по-задълбочен анализ на данните, натрупани от оборудването по време на неговите операции.
Magnetares: Екстремни космически двигатели
Cientistas отдавна обсъждат какво придава на свръхсветещите свръхнови изключителната им яркост. Едно от основните обяснения включва магнетари, неутронни звезди с най-силните магнитни полета, известни във Вселената. Seus магнитните полета могат да бъдат до 1000 пъти по-интензивни от тези на обикновените неутронни звезди, достигайки мощност приблизително 10 трилиона пъти по-голяма от магнит за хладилник.
Изследването включва подробен анализ както на видима светлина, така и на гама-лъчи от SN 2017egm. Данните бяха сравнени с различни теоретични модели, разработени от международни сътрудници. Един специфичен модел, създаден от Indrek Vurm от Universidade от Tartu в Estônia и Brian Metzger от Universidade от Colômbia в Nova York, изследва как радиация и частици от новообразуван магнетар се движат през отломките на разширяващата се супернова.
Pesquisadores вярват, че новообразуван магнетар може да се върти няколкостотин пъти всяка секунда. Невероятната скорост на Essa генерира мощен поток от електрони и позитрони, които са антиматерийните версии на електроните. Juntas, тези частици създават гигантски облак от високоенергиен материал, известен като магнетарна вятърна мъглявина.
Processos Генериране на гама лъчи и излизане на радиация
Dentro на тази мъглявина, взаимодействията на частиците могат да генерират гама лъчи по няколко начина. Elétrons и позитроните могат да се сблъскат и да се превърнат във фотони на гама лъчи, докато самите гама лъчи могат да се сблъскат и да създадат нови частици. Conforme тези взаимодействия продължават, голяма част от енергията на гама лъчите е уловена в отломките на свръхновата и се преобразува във видима светлина с по-ниска енергия, което помага да се направи експлозията изключително ярка.
Segundo Acero, приблизително 3 месеца след колапса, докато остатъците от свръхнова се разширяват и охлаждат, гама лъчите започват да изтичат в космоса. Магнетарният модел възпроизвежда най-добре яркостта на свръхновата и времето на пристигане на нейните гама лъчи през първите няколко месеца. Contudo, изследователите отбелязват място за подобрение в по-късни периоди, когато видимата светлина изчезва доста нередовно.
Резултатите предполагат, че допълнителни процеси вероятно са повлияли на свръхновата по време на дългия й спад в яркостта. Estes може да включва материал, падащ обратно към магнетара и сблъсъци между разширяващата се ударна вълна и материята, изхвърлена от звездата векове преди да избухне.
Observações бъдеще и международно сътрудничество
Guillem Martí-Devesa, бивш изследовател в Universidade на Trieste в Itália и сега изследовател в Instituto на Ciências Espaciais в Barcelona, Espanha, координира търсенето на гама лъчи за 6-те най-близки свръхсветещи свръхнови, наблюдавани през първите 16 години от Fermi мисия. Apenas SN 2017egm показа доказателства за гама лъчи, потвърждавайки предишни предположения, че някои свръхнови може да са толкова светещи в гама лъчи, колкото във видима светлина.
Проучването изследва дали бъдещите обсерватории могат да открият подобни събития. Изследователите откриха, че предстоящият Observatório Cerenkov Telescope Array трябва да може да забележи свръхнови като SN 2017egm на разстояния до приблизително 500 милиона светлинни години с приблизително 50 часа време за наблюдение.
- Откриване на Capacidade: Telescópio от следващо поколение ще открива свръхнови на по-големи разстояния
- Intensidade на магнитни полета: Magnetares имат полета 10 трилиона пъти по-силни от обикновените магнити
- Brilho роднина: Supernovas свръхсветещите свръхнови светят 10 пъти по-ярко от обикновените свръхнови
- Período проучване: Análise покрива първите 16 години работа на Fermi
- Визуализации на Descobertas: Apenas 1 от 6 близки свръхнови показа потвърдени сигнали за гама лъчи
Missão Fermi представлява част от мрежата от обсерватории на НАСА, предназначени да проследяват променящите се събития във Вселената и да помагат на учените да разберат по-добре как работят космическите явления. Бъдещото сътрудничество между наземните обсерватории и космическите телескопи на НАСА ще разкрие още повече за тези жестоки звездни експлозии и екстремните обекти, скрити в тях.
Judy Racusin, заместник-главен учен за проекта Fermi в Centro на НАСА в Voo Espacial Goddard в Greenbelt, Maryland, казва, че механизмът на ядрото на магнитар, описан в изследването, се основава на много наблюдателни и теоретични постижения в магнетарите през последните 20 години. Наблюдаването на гама лъчи от свръхнови ще осигури нов начин за изследване на вътрешните им механизми и разширяване на знанията за тези екстремни проявления на Вселената.