Οι ερευνητές καταγράφουν ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας σε έκρηξη τεράστιας άστρου νετρονίων

Πίστωση: Pixabay / CC0 δημόσιος τομέας

Μια διεθνής επιστημονική ομάδα με εξαιρετική συμμετοχή της Βαλένθια κατάφερε να μετρήσει για πρώτη φορά τις ταλαντώσεις της φωτεινότητας ενός μαγνητάρ στις πιο βίαιες στιγμές του. Σε μόλις ένα δέκατο του δευτερολέπτου, το magnetar απελευθέρωσε ενέργεια ισοδύναμη με αυτή που παρήγαγε ο ήλιος σε 100.000 χρόνια. Η παρατήρηση πραγματοποιήθηκε χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση, χάρη σε ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Επεξεργασίας Εικόνας (IPL) του Πανεπιστημίου της Βαλένθια.


Αναμεταξύ αστέρια νετρονίων, αντικείμενα που μπορούν να περιέχουν μισό εκατομμύριο φορές τη μάζα της Γης σε διάμετρο περίπου 20 χιλιομέτρων, είναι τα μαγνητάρια, μια μικρή ομάδα με τα ισχυρότερα γνωστά μαγνητικά πεδία. Αυτά τα αντικείμενα, από τα οποία είναι γνωστά μόνο 30, υφίστανται βίαιες εκρήξεις που είναι ελάχιστα γνωστές λόγω του απροσδόκητου χαρακτήρα τους και της διάρκειάς τους μόλις 10ου δευτερολέπτου. Η ανίχνευσή τους είναι μια πρόκληση για την επιστήμη και την τεχνολογία.

Τα τελευταία 20 χρόνια, οι επιστήμονες αναρωτιούνται αν υπάρχουν ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας στα μαγνητάρια. Η ομάδα δημοσίευσε πρόσφατα τη μελέτη της για έκρηξη ένα μαγνητάρι στην εφημερίδα Φύση. Μέτρησαν τις ταλαντώσεις της φωτεινότητας του magnetar κατά τις πιο βίαιες στιγμές του. Αυτά τα επεισόδια είναι ένα κρίσιμο μέρος της κατανόησης των γιγαντιαίων μαγνητικών εκρήξεων. Η εργασία πραγματοποιήθηκε από έξι ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Βαλένθια και Ισπανούς συνεργάτες.

“Ακόμη και σε ανενεργή κατάσταση, τα μαγνητάρια μπορεί να είναι 100.000 φορές πιο φωτεινά από τον ήλιο μας, αλλά στην περίπτωση της λάμψης που μελετήσαμε – GRB2001415 – η ενέργεια που απελευθερώθηκε είναι ισοδύναμη με αυτή που ακτινοβολεί ο ήλιος μας. 100.000 χρόνια.” λέει ο κύριος ερευνητής Alberto J. Castro-Tirado του IAA-CSIC.

«Η έκρηξη του magnetar, που διήρκεσε περίπου ένα δέκατο του δευτερολέπτου, ανακαλύφθηκε στις 15 Απριλίου 2020 εν μέσω πανδημίας», εξηγεί ο Víctor Reglero, καθηγητής αστρονομίας και αστροφυσικής στο UV, ερευνητής στο Θεραπευτικό Εργαστήριο εικόνων. . (IPL), συν-συγγραφέας του άρθρου και ένας από τους αρχιτέκτονες του ASIM, του οργάνου στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό που ανίχνευσε την έκρηξη. “Από τότε, έχουμε αναπτύξει μια πολύ έντονη εργασία ανάλυσης δεδομένων, καθώς ήταν ένα αστέρι νετρονίων 10 ** 16 Gauss και βρισκόταν σε έναν άλλο γαλαξία. Ένα πραγματικό κοσμικό τέρας”, εξηγεί ο Reglero.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι εκλάμψεις στα μαγνητάρια μπορεί να οφείλονται σε αστάθειες στις μαγνητόσφαιρές τους ή σε κάποιο είδος «σεισμού» που παράγεται στον φλοιό τους, ένα άκαμπτο, ελαστικό στρώμα πάχους περίπου ενός χιλιομέτρου. «Όποια και αν είναι η σκανδάλη, δημιουργείται ένας τύπος κύματος στη μαγνητόσφαιρα του άστρου, το Alfvén, το οποίο είναι πολύ γνωστό στον ήλιο και που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους διαχέοντας ενέργεια», εξηγεί ο Alberto J. Castro-Tirado.

Σύμφωνα με τη μελέτη, οι ταλαντώσεις που ανιχνεύονται στην έκρηξη είναι συνεπείς με την εκπομπή που παράγεται από την αλληλεπίδραση μεταξύ των κυμάτων Alfvén, η ενέργεια των οποίων απορροφάται γρήγορα από τον φλοιό. Έτσι, σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου, η διαδικασία μαγνητικής επανασύνδεσης, και επομένως και οι παλμοί που ανιχνεύονται στο GRB2001415, τελειώνει, εξαφανιζόμενος 3,5 χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά την κύρια έκρηξη. Η ανάλυση του φαινομένου κατέστησε δυνατή την εκτίμηση ότι ο όγκος της έκρηξης ήταν παρόμοιος ή και μεγαλύτερος από αυτόν του ίδιου του αστέρα νετρονίων.

Η έκρηξη εντοπίστηκε από το όργανο ASIM, το οποίο βρίσκεται στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Το ASIM ήταν το μόνο από τα επτά τηλεσκόπια ικανά να καταγράψουν την κύρια φάση της έκρηξης σε όλο το ενεργειακό εύρος του χωρίς να είναι κορεσμένα. Η επιστημονική ομάδα μπόρεσε να επιλύσει τη χρονική δομή του συμβάντος, μια πραγματικά πολύπλοκη εργασία που περιελάμβανε πάνω από ένα χρόνο ανάλυσης για μόλις δύο δευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια της οποίας συλλέχθηκαν τα δεδομένα.

Το Atmosphere Space Interactions Monitor (ASIM) είναι μια αποστολή της ESA που αναπτύχθηκε από τη Δανία, τη Νορβηγία και την Ισπανία, η οποία λειτουργεί στον ISS από το 2018 υπό την επίβλεψη των ερευνητών Torsten Neubert (Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας), Nikolai Ostgaard (Πανεπιστήμιο του Μπέργκεν, Νορβηγία) και Víctor Reglero (Πανεπιστήμιο της Βαλένθια, Ισπανία), οι οποίοι αποτελούν την επιστημονική ομάδα του ASIM Facility.

Ο στόχος του ASIM είναι να παρακολουθεί βίαια φαινόμενα στην ατμόσφαιρα της Γης από οπτικά μήκη κύματος έως γάμμα στα 40 MeV, μια δραστηριότητα που το τηλεσκόπιο πραγματοποιεί από τον Ιούνιο του 2018. Έχει ήδη ανιχνεύσει 1.000 εκλάμψεις ακτίνων γάμμα. «Δεδομένου ότι αυτά τα φαινόμενα είναι απρόβλεπτα, η ASIM αποφασίζει εντελώς αυτόνομα πότε έχει συμβεί κάτι και στέλνει τα δεδομένα στο διαφορετικό Κέντρο Δεδομένων Επιστημών στην Κοπεγχάγη, το Μπέργκεν και τη Βαλένθια», εξηγεί ο Víctor Reglero.

Η ανίχνευση οιονεί περιοδικών ταλαντώσεων στο GRB2001415 ήταν μια μεγάλη πρόκληση από την άποψη της ανάλυσης σήματος. “Η δυσκολία έγκειται στη συντομία του σήματος, το πλάτος του οποίου μειώνεται γρήγορα και ενσωματώνεται στον θόρυβο του φόντου. Και, καθώς πρόκειται για συσχετισμένο θόρυβο, το σήμα του είναι δύσκολο να διακριθεί”, εξηγεί ο Reglero. Το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης, σε συνδυασμό με εξελιγμένες τεχνικές ανάλυσης δεδομένων, έδωσε τη δυνατότητα στους ερευνητές να ανιχνεύσουν αυτό το θεαματικό φαινόμενο.

Αν και αυτές οι εκρήξεις έχουν ήδη ανιχνευθεί σε δύο από τους 30 γνωστούς μαγνήτες του γαλαξία και άλλους κοντινούς γαλαξίες, το GRB2001415 είναι η πιο μακρινή έκρηξη μαγνήτη που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα, που βρίσκεται στο σμήνος γαλαξιών που απέχει περίπου 13 εκατομμύρια έτη φωτός. «Από προοπτική, είναι σαν να το μαγνητάρι ήθελε να μας υποδείξει την ύπαρξή του από την κοσμική του μοναξιά, τραγουδώντας στα kHz με τη δύναμη ενός Παβαρότι ενός δισεκατομμυρίου ήλιων», λέει ο Reglero.

Σύμφωνα με τους συντάκτες του άρθρου, η έκρηξη παρέχει ένα κρίσιμο στοιχείο για την κατανόηση του πώς παράγονται οι μαγνητικές τάσεις μέσα και γύρω από ένα αστέρι νετρονίων. Η συνεχής παρακολούθηση των μαγνητάρων σε κοντινούς γαλαξίες θα βοηθήσει στην κατανόηση αυτού του φαινομένου και θα ανοίξει επίσης το δρόμο για την καλύτερη κατανόηση των γρήγορων ραδιοεκρήξεων, επί του παρόντος μεταξύ των πιο αινιγματικών φαινομένων στην αστρονομία.


Ανίχνευση σύντομης και έντονης ραδιοφωνικής έκρηξης στον Γαλαξία


Περισσότερες πληροφορίες:
AJ Castro-Tirado et al, Πολύ υψηλής συχνότητας ταλαντώσεις στην κύρια κορυφή μιας γιγαντιαίας έκρηξης μαγνήτη, Φύση (2021). DOI: 10.1038 / s41586-021-04101-1

Παρέχεται από
Σύλλογος RUVID

Παραθέτω, αναφορά: Οι ερευνητές καταγράφουν ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας σε μαζική έκρηξη αστεριών νετρονίων (2021, 28 Δεκεμβρίου) που ανακτήθηκε στις 28 Δεκεμβρίου 2021 από τη https://phys.org/news/2021-12-capture-high -frequency-oscillations-gigantic- eruption. html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την ορθή χρήση για ιδιωτικούς σκοπούς μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημέρωση.

READ  Η καταστροφή αυτής της πόλης της Μέσης Εποχής του Χαλκού ενέπνευσε τα Σόδομα;

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *