Telescopul cu raze gamma Fermi al NASA a identificat ceea ce ar putea fi primul semnal confirmat al unei supernove superluminoase alimentată de un magnetar, o stea neutronică cu câmpuri magnetice extraordinar de intense. Evenimentul, numit SN 2017egm, a avut loc la 440 de milioane de ani lumină distanță și reprezintă un progres semnificativ în înțelegerea uneia dintre cele mai extreme explozii din univers. Descoperirea, publicată în jurnalul Astronomy & Astrophysics, pune capăt a aproape 2 decenii de căutare a semnalelor de raze gamma în datele Fermi.
O echipă internațională de cercetători, condusă de Fabio Acero al Centro Nacional al francezului Pesquisa Científica (CNRS) și Universidade al Paris-Saclay, a analizat ani de observații pentru a confirma legătura dintre supernova și magnetar. Descoperirea marchează prima detecție definitivă de această natură, deși cercetătorii au raportat indicii anterioare în timpul căutărilor anterioare.
Explozie Mecanismo în supernove superluminoase
Colapsul nucleului Supernovas are loc atunci când o stea masivă rămâne fără combustibil necesar pentru a-și susține miezul. Sem această sursă de energie, gravitația face ca miezul să se prăbușească și să declanșeze o explozie violentă. În condițiile Dependendo, colapsul ar putea lăsa în urmă o stea neutronică sau o gaură neagră, în timp ce restul stelei este aruncat în spațiu ca un nor în expansiune de gaz extrem de fierbinte.
Nos În ultimii 20 de ani, astronomii au identificat aproximativ 400 de exemple neobișnuit de puternice numite supernove superluminoase. Exploziile rare Essas pot străluci de cel puțin 10 ori mai puternic în lumina vizibilă decât supernovele obișnuite. SN 2017egm, observată în 2017, erupe în galaxia NGC 3191, în constelația Ursa Maior. Mesmo, la 440 de milioane de ani lumină distanță, rămâne una dintre cele mai apropiate supernove superluminoase observate vreodată de Terra.
În 2024, cercetătorii conduși de Li Shang din Universidade din Anhui din Hefei, China, au sugerat că Telescópio din Larga Área din Fermi ar fi putut detecta raze gamma de la acest eveniment la ani după izbucnirea inițială. Observația Essa a deschis calea pentru o analiză mai profundă a datelor acumulate de echipament pe parcursul operațiunilor sale.
Magnetares: Motoare cosmice extreme
Cientistas au dezbătut mult timp ce dă supernovelor superluminoase luminozitatea lor extraordinară. Una dintre explicațiile principale implică magnetari, stele cu neutroni cu cele mai puternice câmpuri magnetice cunoscute în univers. Câmpurile magnetice Seus pot fi de până la 1.000 de ori mai intense decât cele ale stelelor neutronice obișnuite, atingând puteri de aproximativ 10 trilioane de ori mai mari decât un magnet de frigider.
Cercetarea a implicat analiza detaliată atât a luminii vizibile, cât și a semnalelor de raze gamma de la SN 2017egm. Datele au fost comparate cu diferite modele teoretice dezvoltate de colaboratori internaționali. Un model specific, creat de Indrek Vurm din Universidade din Tartu în Estônia și Brian Metzger din Universidade din Colômbia în Nova York, a examinat modul în care radiațiile și particulele dintr-un magnetar nou format se deplasează prin resturile supernovei în expansiune.
Pesquisadores consideră că un magnetar nou format se poate roti de câteva sute de ori în fiecare secundă. Viteza incredibilă a lui Essa generează un flux puternic de electroni și pozitroni, care sunt versiunile antimaterie ale electronilor. Juntas, aceste particule creează un nor gigantic de material de înaltă energie cunoscut sub numele de nebuloasă de vânt magnetar.
Processos generarea de raze gamma și evacuarea radiațiilor
Dentro ale acestei nebuloase, interacțiunile particulelor pot genera raze gamma în mai multe moduri. Elétrons și pozitronii se pot ciocni și se pot transforma în fotoni cu raze gamma, în timp ce razele gamma însele se pot ciocni și pot crea noi particule. Conforme aceste interacțiuni continuă, o mare parte din energia razelor gamma este prinsă în resturile supernovei și este convertită în lumină vizibilă cu energie mai mică, contribuind la explozia excepțional de strălucitoare.
Segundo Acero, la aproximativ 3 luni după prăbușire, pe măsură ce resturile de supernova se extind și se răcesc, razele gamma încep să se scurgă în spațiu. Modelul magnetar reproduce cel mai bine luminozitatea supernovei și timpul de sosire a razelor sale gamma în primele câteva luni. Contudo, cercetătorii notează loc de îmbunătățire în perioadele ulterioare, când lumina vizibilă dispare destul de neregulat.
Rezultatele sugerează că procesele suplimentare au influențat probabil supernova în timpul scăderii lungi a luminozității. Estes poate include material care cade înapoi spre magnetar și ciocniri între unda de șoc în expansiune și materia ejectată de stea cu secole înainte de a exploda.
Observações viitor și cooperare internațională
Guillem Martí-Devesa, fost cercetător la Universidade al Trieste la Itália și acum cercetător la Instituto al Ciências Espaciais la Barcelona, Espanha, a coordonat căutarea cu raze gamma pentru cei mai apropiați 6 ani superluminosi observați în timpul primilor supernove MVX1X6. misiune. Apenas SN 2017egm a arătat dovezi ale razelor gamma, confirmând sugestiile anterioare conform cărora unele supernove pot fi la fel de luminoase în razele gamma ca și în lumina vizibilă.
Studiul a explorat dacă observatoarele viitoare ar putea detecta evenimente similare. Cercetătorii au descoperit că viitorul Observatório Cerenkov Telescope Array ar trebui să poată observa supernove precum SN 2017egm la distanțe de până la aproximativ 500 de milioane de ani lumină cu aproximativ 50 de ore de timp de observare.
- Detectare Capacidade: Telescópio de generație următoare va detecta supernovele la distanțe mai mari
- Intensidade de câmpuri magnetice: Magnetares au câmpuri de 10 trilioane de ori mai puternice decât magneții obișnuiți
- Relativ Brilho: Supernovas supernovele superluminoase strălucesc de 10 ori mai mult decât supernovele obișnuite
- Studiu Período: Análise a acoperit primii 16 ani de funcționare ai Fermi
- Previzualizările Descobertas: Apenas 1 din 6 supernove din apropiere a arătat semnale de raze gamma confirmate
Missão Fermi reprezintă o parte a rețelei de observatoare NASA concepute pentru a urmări evenimentele în schimbare din univers și pentru a ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine cum funcționează fenomenele cosmice. Cooperarea viitoare dintre observatoarele de la sol și telescoapele spațiale NASA va dezvălui și mai multe despre aceste explozii stelare violente și obiectele extreme ascunse în ele.
Judy Racusin, om de știință adjunct pentru proiectul Fermi la Centro al NASA la Voo Espacial Goddard la Greenbelt, Maryland, spune că mecanismul motorului cu miez magnetar descris în studiu se bazează pe multe progrese observaționale și teoretice ale magnetarelor din ultimii ani. Observarea razelor gamma din supernove va oferi o nouă modalitate de a explora mecanismele lor interioare și de a extinde cunoștințele despre aceste manifestări extreme ale universului.