Πιστωτική εικόνα: NASA
Ο δορυφόρος RHESSI της NASA μπορεί να έχει αποκαλύψει νέες ενδείξεις για τις πιο ισχυρές εκρήξεις στο Σύμπαν, όταν κατά λάθος έπιασε μια εικόνα μιας έκρηξης ακτίνων γάμμα, κατά τη λήψη εικόνων από ηλιακές εκλάμψεις στον Ήλιο. Αυτό που ανακάλυψε η RHESSI είναι ότι το φως που προέρχεται από την έκρηξη είναι πολωμένο, πράγμα που δείχνει ότι ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο θα μπορούσε να είναι η αιτία. Όταν ένα γιγαντιαίο αστέρι γίνεται μια γρήγορα περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, θα μπορούσε να περιστρέψει το μαγνητικό πεδίο τόσο πολύ ώστε ολόκληρο το αντικείμενο να εκραγεί σαν ένα μη τυλιγμένο ελατήριο.
Ο δορυφόρος RHESSI της NASA μπορεί να έχει αποκαλύψει μια από τις πιο σημαντικές ενδείξεις που έχουν ακόμη ληφθεί σχετικά με τον μηχανισμό παραγωγής εκρήξεων ακτίνων γάμμα, τις πιο ισχυρές εκρήξεις στο σύμπαν. Αυτό ήταν το αποτέλεσμα μιας τυχαίας παρατήρησης από έναν δορυφόρο που σχεδιάστηκε για να μελετήσει τον Ήλιο.
Ο δορυφόρος Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) έβγαλε φωτογραφίες από ηλιακές εκλάμψεις στις 6 Δεκεμβρίου 2002, όταν έπιασε μια εξαιρετικά φωτεινή έκρηξη ακτίνων γάμμα στο παρασκήνιο, πάνω από την άκρη του Ήλιου, αποκαλύπτοντας για πρώτη φορά φορά που οι ακτίνες γάμμα σε τέτοια έκρηξη είναι πολωμένες. Το αποτέλεσμα δείχνει ότι τα έντονα μαγνητικά πεδία μπορεί να είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από αυτές τις εκπληκτικές εκρήξεις.
Οι ηλιακές εκλάμψεις είναι τεράστιες εκρήξεις στην ατμόσφαιρα του Ήλιου, που τροφοδοτούνται από την ξαφνική απελευθέρωση μαγνητικής ενέργειας. Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι απομακρυσμένες αναλαμπές φωτός ακτίνων γάμμα που αναδύονται περίπου μία φορά την ημέρα τυχαία στον ουρανό, που λάμπει εν συντομία τόσο φωτεινός όσο ένα εκατομμύριο τρισεκατομμύρια ήλιοι. Πρόσφατες παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι μπορεί να παράγονται από ένα ειδικό είδος εκρηκτικού αστεριού (σουπερνόβα), αλλά δεν είναι όλες οι σουπερνόβες που δημιουργούν εκρήξεις ακτίνων γάμμα, επομένως η φυσική του πώς μια έκρηξη σουπερνόβα μπορεί να προκαλέσει μια έκρηξη ακτίνων γάμμα είναι ασαφής.
Τα ευρήματα παρουσιάζονται σε συνέντευξη τύπου στη συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Νάσβιλ της Τένις, από δύο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, ερευνητές: ο Δρ Wayne Coburn, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο διαστημικών επιστημών του UC Berkeley και ο Δρ Steven Boggs, επίκουρος καθηγητής φυσικής. Είναι συγγραφείς μιας εργασίας σχετικά με αυτήν την ανακάλυψη που δημοσιεύτηκε στο τεύχος 22 Μαΐου της Φύσης.
«Το RHESSI στάλθηκε στο διάστημα για να αποκαλύψει τα μυστικά των ηλιακών εκλάμψεων, των μεγαλύτερων εκρήξεων στο Ηλιακό μας Σύστημα, οπότε χαίρομαι που μπόρεσε να παράσχει νέες πληροφορίες σχετικά με εκρήξεις ακτίνων γάμμα, τις μεγαλύτερες εκρήξεις σε ολόκληρο το σύμπαν, "Είπε ο Δρ. Brian Dennis, Επιστήμονας της Αποστολής RHESSI στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA, Greenbelt, Md.
«Περιέργως, τα μαγνητικά πεδία φαίνεται να οδηγούν τόσο τις τοπικές ηλιακές εκλάμψεις όσο και τις μακρινές εκρήξεις ακτίνων γάμμα, δύο εξαιρετικά ισχυρά γεγονότα», πρόσθεσε ο Ντένις.
Η ισχυρή πόλωση που μετράται από το RHESSI παρέχει ένα μοναδικό παράθυρο για το πώς τροφοδοτούνται αυτές οι εκρήξεις, σύμφωνα με τον Boggs. Ερμηνεύει τις μετρήσεις για να σημαίνει ότι η έκρηξη προέρχεται από μια περιοχή πολύ δομημένων μαγνητικών πεδίων, ισχυρότερη από τα πεδία στην επιφάνεια ενός άστρου νετρονίων - μέχρι τώρα, τα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία που παρατηρούνται στο σύμπαν. «Η πόλωση μας λέει ότι τα μαγνητικά πεδία λειτουργούν ως δυναμίτης, οδηγώντας την εκρηκτική βολίδα που βλέπουμε ως έκρηξη ακτίνων γάμμα», είπε.
Οι ακτίνες γάμμα που μετρήθηκαν με RHESSI ήταν περίπου 80% πολωμένες, σύμφωνα με τη μέγιστη δυνατή πόλωση από ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τις γραμμές μαγνητικού πεδίου. Η σπείρα αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να παράγουν φως μέσω της «ακτινοβολίας synchrotron». Το πολωμένο φως, γνωστό στους περισσότερους από εμάς ως το ανακλώμενο φως που εμποδίζεται από γυαλιά ηλίου Polaroid, είναι φως με τα μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία του να δονείται κυρίως προς μία κατεύθυνση, όχι τυχαία. Αυτή η συνοχή συνεπάγεται μια υποκείμενη φυσική συμμετρία, στην περίπτωση αυτή, ευθυγραμμισμένα μαγνητικά πεδία.
Αν και τα ηλεκτρόνια είναι πιθανότατα επιταχυνόμενα σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός σε κύματα κλονισμού, το γεγονός ότι οι ακτίνες γάμμα είναι πολύ πολωμένα σημαίνει ότι τα ίδια τα κύματα κρούσης οδηγούνται από ένα υποκείμενο ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
«Η ποσότητα πόλωσης που βρήκαν είναι τόσο έντονη, που μοιάζει με καθαρή συγχροντρόνια ακτινοβολία και τίποτα άλλο, και όλες οι άλλες θεωρίες θα πρέπει να δαγκώσουν τη σκόνη τώρα», δήλωσε ο Δρ. Kevin Hurley, ένα UC Berkeley gamma- φυσικός ακτινοβολίας που από το 1990 έχει λειτουργήσει το Τρίτο Διαπλανητικό Δίκτυο (IPN3) έξι δορυφόρων που συνδέονται μεταξύ τους για να εντοπίσουν εκρήξεις ακτίνων γάμμα και να ειδοποιήσουν αμέσως τους αστρονόμους. Ωστόσο, για μια τόσο νέα μέτρηση, είναι απαραίτητη η περαιτέρω ανεξάρτητη επιβεβαίωση, πρόσθεσε ο Boggs.
Η ανακάλυψη της πόλωσης αποκαλύπτει πώς τροφοδοτείται μια έκρηξη ακτίνων γάμμα - μέσω της δημιουργίας ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου μεγάλης κλίμακας. Η επόμενη ερώτηση είναι: Γιατί μερικές σουπερνόβες οδηγούν σε ένα ισχυρό, οργανωμένο μαγνητικό πεδίο; Αυτό μπορεί να είναι ένα ερώτημα που μπορούμε να αντιμετωπίσουμε μόνο μέσω της θεωρίας, αλλά τα αποδεικτικά στοιχεία είναι διαθέσιμα για να ξετυλιχτούν οι θεωρητικοί, δήλωσε ο Μπογκς.
Αν και το αφήνει στους θεωρητικούς να βρουν πώς θα μπορούσαν να δημιουργηθούν τόσο ισχυρά μαγνητικά πεδία, ο Μπογκς είπε ότι η έκρηξη πιθανότατα προηγείται από την κατάρρευση του πυρήνα ενός τεράστιου αστεριού απευθείας σε μια μαύρη τρύπα. Η ίδια η μαύρη τρύπα δεν έχει μαγνητικό πεδίο, αλλά το τοπικό μαγνητικό πεδίο μπορεί να περάσει μέσω της μαύρης τρύπας. Εάν περιστραφεί γρήγορα, η μαύρη τρύπα θα τυλίξει το τοπικό πεδίο σαν ένα κορδόνι στην κορυφή. Η ενεργειακή πυκνότητα στο σφιχτά πληγωμένο, συμπιεσμένο πεδίο τελικά θα αυξηθεί τόσο πολύ που το πεδίο θα ανακάμψει προς τα έξω σε μια τεράστια βολίδα, σύροντας την ύλη μαζί του.
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου της NASA
